Amphiboles from Dalradian metasedimentary rocks of NE Scotland: environmental inferences and distinction from amphiboles of meta-igneous amphibolites

Summary Several formations within the lower part of the Dalradian Appin Group are characterised by calcareous and calc-silicate lithologies. Amphibole occurs in these metasedimentary units in a variety of habits, from fine-grained disseminated crystals, through radiating aggregates permeating the whole rock, to dark green layers consisting of over 90% amphibole. Electron microprobe analyses of these amphiboles exhibit simple compositional trends from tremolite, through tremolitic hornblende to magnesio-hornblende. The only significant substitutions are from tremolite towards alumino-tschermakite [MgSi Al^viAl^iv] and from tremolite towards ferri-tschermakite [MgSi Fe^viAl^iv].This is in marked contrast to amphiboles from nearby suites of metavolcanic rocks and intrusive metadolerites which exhibit four coupled substitutions, leading from tremolite towards the ferro-actinolite, edenite, alumino-tschermakite and ferritschermakite end-members. These distinctive compositional trends may aid the distinction between para- and ortho-amphibolites elsewhere.Tremolitic amphibole commonly constitutes a high proportion of the calc-silicate rocks, the only other phases present being quartz ± phlogopite. Carbonate minerals are notably absent. This suggests that the sedimentary protolith was high in Mg, such as a dolomitic marl, possibly containing some magnesite. Sedimentological considerations suggest deposition in tropical latitudes in restricted coastal lagoons forming part of an extensive stable shelf bordering a mature landscape.

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Amphibole in Metasedimenten der Dalradians, NE Schottland: Rückschlüsse auf prämetamorphe Ablagerungsbedingungen und Unterscheidung von Amphibolen aus orthomagmatischen Amphiboliten

Zusammenfassung Mehrere Formationen im unteren Teil der Appin Gruppe der Dalradians sind durch karbonatische und kalk-silikatische Lithologien gekennzeichnet. Amphibole treten in diesen metasedimentären Einheiten in verschiedener Ausbildung auf, als feinkörnige, disseminierte Kristalle, als radialstrahlige, die Gesteine durchwachsende Aggregate und in dunkelgrünen, zu mehr als 90% aus Amphibolen bestehenden Lagen. Elektronenstrahl-Mikrosondenuntersuchungen belegen einfache mineralchemische Zusammensetzungen, die Tremolite, tremolitische Hornblende und Magnesio-Hornblende umfassen. Die einzige bedeutende Substitution ist die zwischen Tremolit und Alumino-Tschermakit [MgSi Al^viAl^iv] und zwischen Tremolit und Ferri-Tschermakit [MgSi = Fe^viAl^iv].Im Gegensatz dazu zeigen Amphibole aus den nahegelegenen Metavulkaniten und intrusiven Metadoleriten vier Substitutionstrends von Tremolit zu Ferro-Aktinolith, Edenit, Alumino-Tschermakit und Ferri-Tschermakit. Diese unterschiedlichen Trends könnten auch anderswo bei der Unterscheidung zwischen Para- und Orthoamphiboliten behilflich sein. Tremolitische Amphibole machen normalerweise einen Großteil der kalk-silikatischen Gesteine aus, in denen ansonsten nur Quarz ± Phlogopit auftritt. Karbonate fehlen bemerkenswerterweise. Dies weist auf Mg-reiche sedimentäre Protolithe, wie dolomitische Mergel mit möglicherweise etwas Magnesit, hin. Sedimentologische Überlegungen lassen die Ablagerung in abgeschnürten Küstenlagunen tropischer Breiten, die Teil eines weiträumigen stabilen Schelfes waren, vermuten.

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The Managing Editor regrets that the complete text of this paper has already been published in Mineral Petrol 49: 45–62 (1993)     

An occurrence of ardennite in quartz veins in piemontite schist,Western Otago,New Zealand

Summary Ardennite of complex composition: (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916916 Fe³⁺ _0.165 Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 occurs in crack-seal quartz veins in quartz-albite-piemontite-spessartine-phengitehematite-chlorite-rutile-tourmaline ± calcite schist of the Haast Schist Group near Arrow Junction, western Otago, New Zealand. The Mn²⁺/Mn³⁺-ratio is sensitive to calculations and to accuracy of analyses. Boron is detected in ardennite for the first time. Other properties include = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2V_Z = 30(2)°;a = 8.721(1),b = 5.816(1),c = 18.545(3) Å,V = 940.7(2) ų. Associated mineral phases are spessartine, hematite, piemontite containing 0.7% SrO and 0.06% PbO, and phengite. Later-stage vein minerals comprise chlorite, albite, and manganoan calcite which were deposited under less highly oxidizing conditions. Digenite with minor intergrown covellite occurs in small amount with manganoan calcite and quartz in a cross-cutting late-stage veina chalcopyrite and native copper occur in other late-stage veins. Arsenic and other components of the ardennite and associated minerals are derived from highly oxidized ferromanganese oxide- and hydroxide-bearing siliceous pelagic sediments that formed the protolith for the piemontite schist. The veins formed at a relatively early stage after metamorphism peaked in the chlorite zone of the greenschist facies under conditions that have been estimated at about 4.5 kbar, 390 °C.

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Vorkommen von Ardennit in Quarzgängen aus Piemontit-Schiefern, West-Otago, Neuseeland

Zusammenfassung Ardennit mit der Zusammensetzung (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916Fe³⁺ _0.165Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 tritt in Crack-seal-Quarzgängen in Quarz-Albit-Piemontit-Spessartin-Phengit-Hämatit-Chlorit-Rutil-Turmalin ± Calcit-Schiefern der Haast Schiefer-Gruppe nahe der Arrow Junction, West-Otago, Neuseeland, auf. Die Proportionen von Mn²⁺/Mn³⁺ hängen von der Kalkulation und der Genauigkeit der Analyse ab. Bor wird zum ersten Mal im Ardennit bestimmt. Andere Eigenschaften sind: = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2Vz = 30(2)°; a = 8.721(1), b = 5.816(1), c = 18.545(3) Å, V = 940.7(2) Å3. Assoziierte Mineralphasen sind Spessartin, Hämatit, Piemontit, der 0.7% SrO und 0.06% PbO enthält und Phengit. Spät gebildete Gangmineralien, wie Chlorit, Albit und Mn-Calcit, sind unter geringer oxidierenden Bedingungen entstanden. Digenit mit etwas Covellin tritt in kleinen Mengen zusammen mit Mn-Calcit und Quartz in einem querschlägigen Gang auf, Chalcopyrit und gediegenes Kupfer kommen in anderen späten Gängen vor. Arsen und andere Komponenten des Ardennites and der assoziierten Minerale können von hochoxidierten, Fe-Mn-Oxid- und Hydroxyd-führenden, Sireichen, pelagischen Sedimenten hergeleitet werden, die das Ausgangsgestein für den Piemontit darstellen. Die Gänge wurden in einem relativ frühen Stadium, nach dem Metamorphosehöhepunkt, innerhalb der Chloritzone der Grünschiefer-Fazies, unter ungefähr 4.5 kbar und 390°C, gebildet.

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With 4 Figures     

Amphiboles from Dalradian metasedimentary rocks of NE Scotland: Environmental inferences and distinction from amphiboles of meta-igneous amphibolites

Summary Several formations within the lower part of the Dalradian Appin Group are characterised by calcareous and calc-silicate lithologies. Amphibole occurs in these metasedimentary units in a variety of habits, from fine-grained disseminated crystals, through radiating aggregates permeating the whole rock, to dark green layers consisting of over 90% amphibole. Electron microprobe analyses of these amphiboles exhibit simple compositional trends from tremolite, through tremolitic hornblende to magnesio-hornblende. The only significant substitutions are from tremolite towards alumino-tschermakite [MgSi Al^viAl^iv] and from tremolite towards ferri-tschermakite [MgSi Fe^viAl^iv].This is in marked contrast to amphiboles from nearby suites of metavolcanic rocks and intrusive metadolerites which exhibit four coupled substitutions, leading from tremolite towards the ferro-actinolite, edenite, alumino-tschermakite and ferritschermakite end-members. These distinctive compositional trends may aid the distinction between para- and ortho-amphibolites elsewhere.Tremolitic amphibole commonly constitutes a high proportion of the calc-silicate rocks, the only other phases present being quartz ± phlogopite. Carbonate minerals are notably absent. This suggests that the sedimentary protolith was high in Mg, such as a dolomitic marl, possibly containing some magnesite. Sedimentological considerations suggest deposition in tropical latitudes in restricted coastal lagoons forming part of an extensive stable shelf bordering a mature landscape.

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Amphibole in Metasedimenten der Dalradians, NE Schottland: Rückschlüsse auf prämetamorphe Ablagerungsbedingungen und Unterscheidung von Amphibolen aus orthomagmatischen Amphiboliten

Zusammenfassung Mehrere Formationen im unteren Teil der Appin Gruppe der Dalradians sind durch karbonatische und kalk-silikatische Lithologien gekennzeichnet. Amphibole treten in diesen metasedimentären Einheiten in verschiedener Ausbildung auf, als feinkörnige, disseminierte Kristalle, als radialstrahlige, die Gesteine durchwachsende Aggregate und in dunkelgrünen, zu mehr als 90% aus Amphibolen bestehenden Lagen. Elektronenstrahl-Mikrosondenuntersuchungen belegen einfache mineralchemische Zusammensetzungen, die Tremolite, tremolitische Hornblende und Magnesio-Hornblende umfaßt. Die einzige bedeutende Substitution ist die zwischen Tremolit und Alumino-Tschermakit [MgSi Al^viAl^iv] und zwischen Tremolit und Ferri-Tschermakit [MgSi Fe^viAl^iv].Im Gegensatz dazu zeigen Amphibole aus den nahegelegenen Metavulkaniten und intrusiven Metadoleriten vier Substitutionstrends von Tremolit zu Ferro-Akttinolith, Edenit, Alumino-Tschermakit und Ferri-Tschermakit. Diese unterschiedlichen Trends könnten auch anderswo bei der Unterscheidung zwischen Para- und Orthoamphiboliten behilflich sein. Tremolitische Amphibole machen normalerweise einen Großteil der kalk-silikatischen Gesteine aus, in denen ansonsten nur Quarz ± Phologpit auftritt. Karbonate fehlen bemerkenswerterweise. Dies weist auf Mg-reiche sedimentäre Protolithe, wie dolomitische Mergel mit möglicherweise etwas Magnesit, hin. Sedimentologische Überlegungen lassen die Ablagerung in abgeschnürten Küstenlagunen tropischer Breiten, die Teil eines weiträumigen stabilen Schelfes waren, vermuten.

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With 4 Figures     

Sulphur isotope studies of the Mount Gunson copper deposits,Pernatty Lagoon,South Australia

The Mount Gunson copper deposits occur in essentially unmetamorphosed gently-folded Upper Proterozoic sediments, far from any known igneous intrusions. They consist of a number of small ore bodies which can be divided into two groups on the basis of differences in location, texture and mineralogy. The groups are here termed the off-lagoon deposits, which are extensively oxidized and occur in low hills to the west of Pernatty Lagoon, and the lagoon deposits, which are not significantly oxidized and occur in basins of permeable bedrock under the lagoon floor. The topography and drainage of this region appear to have altered little since the Tertiary. This paper presents the results of a sulphur isotope ratio study of sulphide minerals, groundwaters and gypsum samples from the mineralized areas. The isotope ratios recorded for the lagoon sulphides provide an example of the pattern predicted for metal sulphide precipitation due to bacterial reduction of sulphate in an environment with limited replenishment of sulphate. This finding is in accord with the suggestion that the copper sulphides were precipitated during recent geological times in groundwater traps in the permeable bedrock under the lagoon. However, sulphate from groundwater and gypsum in the lagoon is not enriched in the S³⁴ isotope, and hence it is concluded that no significant bacterial reduction of sulphate is occurring in the areas examined at the present time. The isotope ratios recorded for the off-lagoon sulphides, in contrast, fall in a narrower range. They can be interpreted to reflect metal sulphide precipitation by bacterial reduction of sulphate in a fairly open system, with considerable replenishment of sulphate, but they provide no information concerning the time of this precipitation. Mineralogical studies of the sulphide samples show that individual samples contain a mixture of sulphide minerals and that one mineral is usually dominant. It appears, for samples with co-existing chalcopyrite and djurleite, that S³⁴ is preferentially enriched in the chalcopyrite.

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Zusammenfassung Die Mount Gunson-Kupferlagerstätten finden sich in im wesentlichen nicht metamorphisierten, schwach gefalteten ober-proterozoischen Sedimenten, weit entfernt von irgendwelchen bekannten Intrusiven. Sie bestehen aus einer Reihe kleiner Erzkörper, die sich auf Grund ihrer Unterschiede in bezug auf ihren Fundort, ihr Gefüge und ihre Mineralogie in zwei Gruppen unterteilen lassen. Diese beiden Gruppen werden hier als Off-Lagoon-Lagerstätten, die weitgehend oxidiert sind und in niedrigen Hügeln westlich von der Pernatty Lagoon vorkommen, beziehungsweise als Lagoon-Lagerstätten, die nicht significant oxidiert sind und in Becken permeablen Gesteins unter dem Lagunenboden gefunden werden, bezeichnet. Die Topographie und die Abflußverhältnisse scheinen sich in dieser Region seit dem Tertiär nur wenig verändert zu haben. Diese Arbeit zeigt die Ergebnisse einer Analyse der Schwefelisotopen-Verhältnisse von Sulfiden, Grundwasser- und Gips-Proben aus den mineralisierten Bereichen. Die für die Lagunen-Sulfide registrierten Isotopenverhältnisse sind ein Beispiel der für die Metallsulfid-Ausfällung auf Grund von bakterieller Sulfatzufuhr zu erwartenden Verteilung. Dieser Befund stimmt mit der Vorstellung, daß die Kupfersulfide während rezenter geologischer Zeiten in Grundwasserspeichern innerhalb des permeablen Gesteins unter der Lagune ausgefällt worden sind, überein. Die Sulfate aus dem Grundwasser und Gips der Lagune sind jedoch nicht mit dem Isotop S³⁴ angereichert, woraus der Schluß gezogen wird, daß in den untersuchten Gebieten gegenwärtig keine wesentliche bakterielle Reduktion von Sulfaten stattfindet. Im Gegensatz dazu fallen die für die Off-Lagoon-Lagerstätten-Sulfide registrierten Isotopen-Verhältnisse in einen engeren Streuungsbereich. Sie können als Darstellung von Metall-Sulfid-Ausfällung durch bakterielle Reduktion von Sulfaten in einem ziemlich offenen System mit erheblichem Sulfat-Nachschub gedeutet werden, geben aber keine Auskunft über den Zeitpunkt dieser Präzipitation. Mineralogische Untersuchungen der Sulfid-Proben zeigen, daß die einzelnen Proben eine Mischung von Sulfid-Mineralien enthalten und daß gewöhnlich ein Mineral überwiegt. In Proben, die sowohl Kupferkies als auch Djurleit enthalten, scheint S³⁴ vorzugsweise im Kupferkies angereichert zu sein.

     

The Pechenga Ni-Cu deposits, Russia: Data on PGE and Au distribution and sulphur isotope compositions

Summary The Early Proterozoic Ni-Cu deposits of the Pechenga ore field, located in the northwestern part of Russia, are associated with gabbro-wehrlite intrusions which are cogenetic with ferropicritic volcanics. The total PGE content of the ores and Ni-bearing ultramafics varies widely, showing a positive correlation with sulphur content, and reaching 2-3 ppm in the massive and breccia ores. Barren intrusions and sulphide-free ultramafic lithologies of the ore-bearing intrusions, as well as ferropicritic volcanics, have low PGE contents and are depleted in noble metals relative to Ni and Cu. Accommodation of PGE in sulphides and PGE depletion in low-sulphur ultramafic rocks are consistent with a magmatic model, implying partitioning of PGE from silicate melt to sulphides and indicating sulphide saturation and separation of the immiscible sulphide liquid at an early stage of the magma's history, prior to ferropicrite eruption and gabbro-wehrlite emplacement.A juvenile sulphur source for a number of Ni-Cu ore deposits and prospects (Kaula, Kotselvaara, Kammikivi, Sputnik-Verkhnee, Yuzhnoe) and barren intrusions is indicated by uniform ³⁴S values, ranging from c.-1.0 to +2.5. In contrast, ores associated with the large intrusive bodies (Pilgujärvi, Kierdzhipor), characterised by ³⁴S values ranging from c.1 to 7, are contaminated by crustal sulphur from the host metasedimentary rocks. This contamination apparently occured during magma ascent through the host sulphide-rich shales.Metamorphic hydrothermal alteration of the rocks led to remobilisation of the sulphide ores. Au was leached from massive and breccia ores and redeposited as native gold in zones of talc-carbonate alteration and stringer sulphides. Sedimentary sulphur from the host metasedimentary rocks has been introduced into the stringer zone Ni-Cu mineralisation and zones of talc-carbonate alteration by metamorphic fluids.Zusammenfassung Die altproterozoischen Kupfer-Nickel-Lagerstätten von Pechenga (Petsamo) in Nordwest-Russland sind mit Gabbro-Wehrlit Intrusionen assoziiert. Diese wiederum sind co-genetisch mit ferropikritischen Vulkaniten. Der gesamte PGE-Gehalt der Erze und Nickel-führender Ultramafite variiert beträchtlich und zeigt eine positive Korrelation mit dem Schwefelgehalt. PGE-Gehalte erreichen bis zu 2-3 ppm in den massiven und in den Breckzien-Erzen. Erzfreie Intrusionen und Sulfid-freie ultramafische Lithologien der erzführenden Intrusionen, sowohl wie auch ferropikritische Vulkanite haben niedrige PGE-Gehalte und sind, relativ zu Nickel und Kupfer, an Edelmetallen verarmt. Der Einbau von PGE in Sulfiden, sowie PGE-Abreicherung in schwefelarmen ultramafischen Gesteinen entsprechen einem magmatischen Modell. Dieses impliziert eine Fraktionierung von PGE aus der Silikatschmelze in Sulfide. Es weist weiterhin auf Sulfid-Sättigung und Abtrennung der Sulfidschmelze zu einem frühen Studium der magmatischen Entwicklung, vor der Ferropikrit-Eruption und vor der Platznahme der Gabbro-Wehrlite, hin.Eine juvenile Schwefelquelle für eine Anzahl von Nickel-Kupfer-Erzlagerstätten und Prospekten (Kaul, Kotselvaara, Kammikivi, Sputnik-Verkhnee, Yuzhnoe) und erzfreie Intrusionen wird durch gleichförmige ³⁴S-Werte bewiesen, die von ca. 1,0 bis 2,5% reichen. Im Gegensatz dazu sind Erze, die mit den großen Intrusiv-Körpern (Pilgujärvi, Kierdzhipor), assoziiert sind, durch ³⁴S-Werte von 1 bis 7% charakterisiert; letztere sind durch krustalen Schwefel aus den umgebenden metasedimentären Gesteinen kontaminiert. Diese Kontamination fand offensichtlich während des Magmenaufstieges durch die sulfidreichen Schiefer statt.Metamorphe hydrothermale Alteration der Gesteine führte zur Remobilisation der Sulfiderze. Gold wurde aus massiven und Breckzien-Erzen herausgelöst und als gediegenes Gold in Zonen von Talk-Karbonat-Alteration und stringer-Sulfiden abgesetzt. Sedimentärer Schwefel aus den metasedimentären Wirtsgesteinen ist in die stringer Nickel-Kupfer-Mineralisation und in Zonen von Talk-Karbonat-Alteration durch metamorphe Fluide zugeführt worden.

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Die Nickel-Kupfer-Lagerstätten von Pechenga, Rußland: PGE- und Au-Verteilung und Schwefelisotopen

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With 8 Figures     

Crystal chemistry and reaction relations of piemontites and thulites from highly oxidized low grade metamorphic rocks at Vitali,Andros Island,Greece

Piemontite- and thulite-bearing assemblages from highly oxidized metapelitic and metacalcareous schists associated with braunite quartzites at Vitali, Andros island, Greece, were chemically investigated. The Mn-rich metasediments are intercalated in a series of metapelitic quartzose schists, marbles, and basic metavolcanites which were affected by a regional metamorphism of the highP/T type (T=400–500° C,P>9 kb) and a later Barrovian-type greenschist metamorphism (T=400–500° C,P～-5–6 kb). Texturally and chemically two generations of piemontite (I and II) can be distinguished which may show complex compositional zoning. Piemontite I coexisted at highP/T conditions with braunite, manganian phengite (alurgite), Mn³⁺-Mn²⁺-bearing Na-pyroxene (violan), carbonate, quartz, hollandite, and hematite. Zoned grains generally exhibit a decreasing Mn³⁺ and an increasing Fe³⁺ and Al content towards the rim. Chemical compositions of piemontite I range from 2.0 to 32.1 mole % Mn³⁺, 0 to 25.6 mole % Fe³⁺, and 60.2 to 81.2 mole % Al. Up to 12.5 mole % Ca on the A(2) site can be substituted by Sr. Piemontites formed in contact or close to braunite (±hematite) attained maximum (Mn³⁺+Fe³⁺)Al_?1 substitution corrresponding to about 33 mole % Mn³⁺+Fe³⁺ in lowiron compositions and up to about 39 mole % Mn³⁺+ Fe³⁺ at intermediate Fe³⁺/(Fe³⁺+Mn³⁺) ratios. Piemontite II which discontinuously overgrows piemontite I or occurs as separate grains may have been formed by greenschist facies decomposition of manganian Na-pyroxenes according to the reaction: (1) $$\begin{gathered} {\text{Mn}}^{{\text{3 + }}} - Mn^{2 + } - bearing omphacite/chloromelanite \hfill \\ + CO_2 + H_2 O + HCl \pm hermatite \hfill \\ = piemontite + tremolite + albite + chlorite \hfill \\ + calcite + quartz + NaCl \pm O_2 . \hfill \\ \end{gathered} $$ Thulites crystallized in coexistence with Al-rich piemontite II. All thulites analysed are low-Fe³⁺ manganian orthozoisites with Mn^tot～-Mn³⁺ substituting for Al on the M(3) site. Their compositions range from 2.9 to 7.2 mole % Mn³⁺, 0 to 1.2 mole % Fe³⁺, and 91.8 to 96.7 mole % Al. Piemontites II in thulite-bearing assemblages range from 5.8 to 15.9 mole % Mn³⁺, 0 to 3.7 mole % Fe³⁺, and 83.7 to 93.6 mole % Al. By contrast, piemontites II in thulite-free assemblages are similarly enriched in Mn³⁺ + Fe³⁺ — and partially in Sr²⁺ — as core compositions of piemontite I (21.1 to 29.6 mole % Mn³⁺, 2.0 to 16.5 mole % Fe³⁺, 60.6 to 68.4 mole % Al, 0 to 29.4 mole % Sr in the A(2) site). The analytical data presented in this paper document for the first time a continuous low-Fe³⁺ piemontite solid solution series from 5.8 to 32.1 mole % Mn³⁺. Aluminous piemontite II is enriched by about 3 mole % Mn³⁺+Fe³⁺ relative to coexisting thulite in Fe³⁺-poor samples and by about 6 mole % Mn³⁺+Fe³⁺ in more Fe³⁺-rich samples. Mineral pairs from different samples form a continuous compositional loop. Compositional shift of mineral pairs is attributed to the effect of a variable fluid composition at constantP _fluid andT on the continuous reaction: (2) $$\begin{gathered} piemontite + CO_2 \hfill \\ = thulite + calcite + quartz \hfill \\ + Mn^{2 + } Ca_{ - 1} [calcite] + H{_2} O + O{_2} \hfill \\ \end{gathered} $$ Further evidence for a variable \(x_{H_2 O} \) and/or \(f_{O_2 } \) possibly resulting from fluid infiltration and local buffering during the greenschist metamorphism is derived from the local decomposition of piemontite, braunite, and rutile to form spessartine, calcite, titanite, and hematite by the reactions: (3) $$\begin{gathered} piemontite + braunite + CO_2 \hfill \\ = sperssartine + calcite + quartz \pm hermatite \hfill \\ + H{_2} O + O{_2} \hfill \\ \end{gathered} $$ and more rarely: (4) $$\begin{gathered} piemontite + quartz + rutile + braunite \hfill \\ = spessartine + titanite + hematite + H{_2} O + O{_2} . \hfill \\ \end{gathered} $$      

Mikrosondenuntersuchungen von Saussuriten in Abhängigkeit vom Metamorphosegrad und vom geochemischen Milieu

Zusammenfassung In einem Profil ansteigender Metamorphose werden im Stavanger-Gebiet/SW-Norwegen zwei Gesteinstypen, repräsentiert durch 17 Meta-Arkosen und Quarz-Feldspat-Gneise, sowie 19 metamorphe Tuffe und Tuffite, modellhaft auf ihre Saussuritparagenesen hin analysiert.Mikroskopische und mikroanalytische Untersuchungen zeigen eine weitestgehende Eduktabhängigkeit der Saussuritparagenesen. In calcitarmen granitoiden Edukten bilden sich schon im sehr schwach-metamorphen Stadium folgende mit Ab-reichem Plagioklas koexistierende Saussuritmineralien: 4 An-reicher Plagioklas+K-Feldspat+4 Eisenhydroxid + H₂O 2 Fe(III)Al₂-Epidot+Muskovit+Hämatit+2 Quarz. In calcitführenden Meta-Arkosen gewinnt die Mineralreaktion: An-Plagioklas+K-Feldspat+2 Eisenhydroxid+CO₂Calcit+Muskovit+ Hämatit+Quarz an Bedeutung. Im reduzierenden geochemischen Milieu der Meta-Tuffe und -Tuffite tritt in diesem metamorphen Bereich als charakteristische Neubildung Biotit neben Muskovit auf. Auch in den calcitreichen tuffitischen Proben koexistieren die Saussuritkomponenten Calcit, Muskovit, Hämatit, Quarz und Biotit.Die mikroanalytisch untersuchten Saussuritmineralien Plagioklas und Epidot zeigen anhand von annähernd 800 chemischen Vollanalysen in der Entwicklung ihrer Chemismen während der Metamorphose für beide Sedimente gleiche Trends. Im niedrigtemperierten Bildungsstadium der Saussurite können die An-Gehalte der Feldspäte in Abhängigkeit vom Edukt und aufgrund unterschiedlich intensiver Rekristallisation der Sedimente relativ stark schwanken. Die Epidote sind je nach primärem Fe(III)-Angebot mehr oder weniger eisenreich. In Richtung ansteigender Metamorphose stellen sich in den Epidoten beim Übergang zu oligoklasführenden Paragenesen maximale Fe(III)-Gehalte ein, die in Form eines rhythmischen Zonarbaus die wechselnden -Bedingungen im Verlauf der Metamorphose widerspiegeln. Bereits hier setzt der retrograde Saussuritisierungsprozeß ein: es reagieren Fe(III)Al₂-Epidot, Muskovit, Quarz, Hämatit und Albit/Oligoklas zu anorthitreicherem Plagioklas, Biotit und Wasser. Zusätzlich bildet sich durch die Zersetzung des Al-reichen Epidots Mikroklin.Die Untersuchung zur Wechselbeziehung zwischen dem Eisengehalt des Eduktes und dem der Epidote ergibt, daß die Fe(III)-Einbaurate der Epidote in keiner Weise von den Fe(III)-Konzentrationen der Meta-Sedimente beeinflußt wird, vielmehr können eduktspezifische Intervalle für die Eisenanreicherung der Epidote nachgewiesen werden.

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Electron microprobe investigations of saussurites dependent on metamorphic stage and geochemical environment

In a profile of ascending metamorphism, the saussuritic parageneses of two characteristic rock types, 17 acid meta-arkoses and 19 basic meta-tuffs and meta-tuffites, were investigated by microscopical and microanalytical methods.Microscopic studies reveal that the specific saussurite mineral association is dependent on the petrographic substratum. In very low stage metamorphism, granitic rocks show the following saussurite minerals coexisting with albite-rich plagioclase: 4 An-rich plagioclase+K-feldspar +4 ironhydroxide+H₂O2 Fe (III) Al₂-epidote + muscovite + hematite + 2 quartz. Phyllitic and calciferous meta-arkoses exhibit predominantly the following saussurite reaction: An-plagioclase + K-feldspar + 2 ironhydroxide + CO₂ calcite + muscovite + hematite + quartz. In the reducing environment of the meta-tuffs and meta-tuffites, biotite is formed in addition to muscovite.The changing chemical composition of the saussurite minerals (plagioclase and epidote) at different stages of metamorphism was determined by 800 quantitative electron microprobe analyses. The changes found in both rock types are nearly the same. During low metamorphic stage, the An-content of the plagioclases depends on the substratum and the variable intensity of recrystallization. The Fe-content of the epidotes is dependent on the amount of iron available.The epidotes are enriched in Fe toward the transition to oligoclase-bearing parageneses. These Fe-contents cause rhythmical zoning, representing varying conditions during metamorphism. With increasing metamorphic grade the retrograde process of saussuritization is initiated. The reactants are Fe (III) Al₂-epidote, muscovite, quartz, hematite, and albite/ oligoclase. The decomposition of these minerals leads to An-rich plagioclase, biotite, microcline, and H₂O.

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Herrn Prof. Dr. G. Müller, Clausthal, danke ich für viele anregende Diskussionen sowie für die kritische Durchsicht des Manuskriptes.

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Mein Dank gilt auch Herrn Dr. A. Schneider, Geochemisches Institut der Universität Göttingen, der mir freundlicherweise das Rucklidge-Korrekturprogramm für Silikatanalysen zur Verfügung stellte. Zu danken habe ich auch Herrn Dr. F. Wurm, Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, für sein großzügiges Entgegenkommen und die tatkräftige Unterstützung bei der ergänzenden Probennahme im Gebiet der nordwestlichen Inseln des Boknfjords.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft schulde ich Dank für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

Thermodynamics of (Fe2+, Mn2+, Mg, Ca)3− Al2Si3O12 garnet: a review and analysis

Summary The thermodynamic properties of garnets in the system (Fe²⁺, Mn²⁺, Mg, Ca)₃A1₂Si₃O₁₂ are reviewed. The thermodynamic properties of the three end-member garnets pyrope, almandine and grossular, including their volume, enthalpy of formation, entropy, compressibility and thermal expansion have been well determined. For spessartine enthalpy of formation and heat capacity at low temperatures are needed. Pyrope's unusual behavior in some of its properties is probably related to the presence of the small, light Mg cation, which has a large anisotropic thermal vibration. The thermodynamic mixing properties of the six binaries are also discussed. Good volume of mixing data exist now for all of the binaries, but much work is still required to determine the enthalpies and third-law vibrational entropies of mixing. It is shown that the magnitude of the positive deviations in the volumes of mixing is related to the volume difference between the two end-member components. It is probable that excess entropies, if present, originate at low temperatures below 200 K. Recent²⁹Si NMR experiments have demonstrated the presence of short-range ordering (SRO) of Ca and Mg in pyrope-grossular solid solutions. Short-range order will have to be considered in new models describing the entropies of mixing. Its possible presence in all garnet solid solutions needs to be examined. The mixing properties of pyrope-grossular garnets, which are the best known for any garnet binary, can, in part, be described by the Quasi-Chemical approximation, which gives insight into the microscopic interactions which determine the macroscopic thermodynamic mixing properties. Microscopic properties are best investigated by spectroscopic and computational approaches. Hard mode IR measurements on binary solid solutions show that the range of local microscopic structural distortion is reflected in the macroscopic volumes of mixing. The nature of The contents of this contribution was presented at the IMA Meeting in Toronto in August, 1998. It precedes issues of Mineralogy and Petrology containing thematic sets of IMApapers strain tiields and site relaxation needs to be studied in order to obtain a better understanding of the solid-solution process and energetics in garnet. Critical areas for future experimentation are also addressed.[/p]

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Eine kritische Zusammenstellung und Analyse der thermodynamischen Daten der (Fe²⁺, Mn²⁺, Mg, Ca)₃Al₂Si₃O₁₂ granate

Zusammenfassung In dieser Studie werden die thermodynamischen Eigenschaften der Granate im System (Fe²⁺,Mn²⁺, Mg, Ca)₃Al₂Si₃O₁₂ kritisch zusammengestellt. Die thermodynamischen Eigenschaften der drei Endglied-Granate Pyrop, Almandin und Grossular, einschließlich ihrer Volumina, Bildungswärmen, Entropien, Kompressibilitäten und thermischen Ausdehnungen wurden bereits hinreichend gut bestimmt. Dagegen müssen die Bildungswärme und Tieftemperatur-Wärmekapazität von Spessartin noch gemessen werden. Die Eigenschaften des Pyrops sind wahrscheinlich mit den großen anisotropen Schwingungen des kleinen, leichten Mg-Kations verbunden. Die thermodynamischen Mischungseigenschaften der sechs binären Mischkristallreihen werden ebenfalls diskutiert. Während die Mischungs-Volumendaten der binären Mischreihen gut bekannt sind, müssen ihre Mischungs-Enthalpien und Standard-Mischungsentropien noch ermittelt werden. Es wurde gezeigt, daß die Größe der positiven Exzeß-Volumina mit dem Volumen-Unterschied der zwei Endglied-Komponenten der jeweiligen Mischreihe verknüpft ist. Es ist wahrscheinlich, daß Exzeß-Entropien, wenn vorhanden, erst bei Tieftemperaturen unter 200 K auftreten. Neue²⁹Si NMR-Experimente belegen, daß in Pyrop-Grossular-Mischkristallen Nahordnung von Mg und Ca vorliegt. Der Effekt der Nahordnung muß in künftigen thermodynamischen Modellen berücksichtigt werden. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, alle Granat-Mischreihen auf mögliche Nahordnung hin zu untersuchen. Die Mischungseigenschaften der Pyrop-Grossular-Mischreihe, die von sämtlichen Granat-Mischreihen am besten bestimmt wurden, können teilweise mit dem Quasi-Chemical-Model beschrieben werden. Dieses Modell ermöglicht die Beschreibung der mikroskopischen Wechselwirkungen, die die makroskopischen thermodynamischen Eigenschaften bestimmen. Mikroskopische Eigenschaften werden am besten mit spektroskopischen Messungen und theoretischen Berechnungen untersucht. Hard-mode IR-Spektroskopie-Messungen an binären Mischreihen zeigen, daß die lokalen mikroskopischen strukturellen Verzerrungen in den makroskopischen Mischungs-Volumina widergespiegelt werden. Die Art der Spannungsfelder und Platz-Relaxationen muß detaillierter untersucht werden, um ein besseres Verständnis des Mischkristall-Bildungsprozsses und der Energetik der Granate zu erreichen. Darüber hinaus werden wichtige künftige Forschungsgebiete diskutiert.

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With 11 Figures     

Synthesis and properties of Mn-bearing yoderite and of Mn-bearing kornerupine as by-product

Summary Yoderite with compositions close to those of the natural purple variety were synthesized from gels at high water pressures (15–16 kbar) and temperatures (650, 800°C) at the oxygen fugacities of the Mn₂O₃/MnO₂-buffer with yields up to 95%. Chemical formulae based on microprobe data and water analyses are Mg_1.90(Al_6.01Fe³⁺ _0.28Mn³⁺ _0.11)_=6.40Si_3.8O_18.21(OH)_1.79 and Mg_1.86(Al_5.77Fe³⁺ _0.36Mn³⁺ _0.04)_=6.17Si₄O_18.20(OH)_1.80. Manganiferous, but iron-free yoderite with the formula Mg_1.85(Al_6.26Mn³⁺ _0.10)_=6.36Si_3.91O_18.15(OH)_1.85 was also obtained and proves that Mn³⁺ alone may stabilize the yoderite structure, although this does not necessarily imply thermodynamic-stability. All these synthetic yoderites exhibit the typical purple color known from the natural mineral with pleochroism of dark blue b to colorless b, which confirms the earlier spectroscopic conclusion that Mn is responsible for the purple color of yoderite. Compared to ferric iron, Mn³⁺ is incorporated into yoderite in much smaller amounts, although the maximum attained here (0.11 p.f.u.) is still below the 0.15 found in new analyses of natural yoderite from Tanzania.In some runs yoderite coexisted with kornerupine containing Mn and Fe as well and showing spectacular pleochroism from dark green b to light red c. Relative to yoderite Mn is fractionated into kornerupine. The analytical data suggest that most of the manganese is incorporated as Mn²⁺, although some Mn³⁺ may be the reason for the color. Coexisting braunite contains high amounts of Mg and Al substituting for Mn²⁺ and Mn³⁺, respectively. Garnet obtained from the Fe-free gel contains only Mn²⁺ and has the end member composition Pyrope₇₉Spessartine₂₁ despite high oxygen fugacity.

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Synthese und Eigenschaften von Mn-haltigem Yoderit und Mn-haltigem Kornerupin als Nebenprodukt

Zusammenfassung Die Synthese von Yoderiten mit chemischen Zusammensetzungen nahe denjenigen der natürlichen, blau gefärbten Varietät gelang in Ausbeuten bis zu 95% aus Gelen bei hohen Versuchsdrücken (15, 16 kbar) und Temperaturen von 650 bzw. 800°C. Die Sauerstoffugazität wurde durch den Puffer Mn₂O₃/MnO₂ kontrolliert. Aus Mikrosondenanalysen und Wasserbestimmungen wurden folgende chemische Formeln von Yoderit bestimmt: Mg_1.90(Al_6.01Fe³⁺ _0.28Mn³⁺ _0.11)_=6.40Si_3.80O_18.21(OH)1.79 and Mg_1.86(Al_5.77Fe³⁺ _0.36Mn³⁺ _0.04)_=6.17Si₄O_18.20(OH)_1.80. Die Stabilisierung der Yoderitstruktur allein durch Mangan wurde durch die Synthese manganhaltigen, aber eisenfreien Yoderits, Mg_1.85(Al_6.26Mn³⁺ _0.10)_=6.36Si_3.91O_18.15(OH)_1.85 belegt. Sämtliche synthetisierten Yoderite besitzen die typische dunkelblaue Farbe, wie sie vom natürlichen Mineral bekannt ist, und zeigen einen Pleochroismus von dunkelblau b zu farblos b. Dies unterstützt die ursprüngliche auf spektroskopischen Untersuchungen basierende Vermutung, daß Mangan für die blaue Farbe von Yoderit verantwortlich ist. Im Vergleich zu Eisen wird Mn³⁺ in geringerem Ausmaß in die Yoderit-struktur eingebaut, wobei die hier erreichte maximale Menge von 0.11 Mn³⁺ p.F.E. unter derjenigen der natürlichen Yoderite von Mautia Hill, Tansania, liegt (dort 0.15 Mn³⁺ p.F.E.).In einigen Versuchsprodukten koexistierte mit Yoderit auch Fe-Mn haltiger Kornerupin, der einen ausgeprägten Pleochroismus von dunkelgrün b zu hellrot c besitzt. Kornerupin enthält im Vergleich zu Yoderit mehr Mangan. Chemische Analysen dieser Phase belegen den Einbau von zweiwertigem Mangan, obwohl wahrscheinlich Spuren von Mn³⁺ die Farbe von Kornerupin verursachen. Mit Yoderit koexistierender Braunit besitzt Mg und Al, die für Mn²⁺ bzw. Mn³⁺ substituiert wurden. Trotz hoher Sauerstoffugazität enthält Granat, der aus einem Fe-freien Gel erhalten wurde, ausschließlich zweiwertiges Mangan und stellt einen Mischkristall zwischen Pyrop und Spessartin dar (Py₇₉Spess₂₁).

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With 2 Figures     

Unterdevonische Baryt-Fahlerz-Mineralisation und ihre steilachsige Verformung im Gro\kogel bei Brixlegg (Tirol)

Zusammenfassung Für die Baryt-Fahlerz-Lagerstätten im Schwazer Dolomit (Unterdevon) bei Brixlegg (Tirol, Österreich) liegen sehr differierende Altersangaben zwischen Tertiär und Oberkarbon vor. Hier werden am Beispiel des Bergbaues Großkogel Befunde dargelegt, welche hydrothermale Stoffzufuhren bereits im Unterdevon wahrscheinlich machen. Es wird submarine Entstehung mit der Anlage synsedimentärer schichtkonkordanter und-diskordanter Erzkörper angenommen. Der erzführende Sedimentkomplex liegt heute als steilachsige Großfalte vor. Die primäre Paragenese, hauptsächlich bestehend aus Quarz, Pyrit, Fahlerz und Baryt, wurde samt dem Nebengestein durch die Diagenese sowie durch die Auswirkungen der variszischen und alpidischen Orogenese und epizonalen Metamorphose im Gefüge verändert.

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Early Devonian barite-tetrahedrite mineralization and its steep axial deformation in the Grosskogel near Brixlegg (Tyrol)

Summary Very different ages are attributed to the barite-tetrahedrite deposits in the Schwazer Dolomite (Early Devonian) near Brixlegg (Tyrol, Austria), varying between Tertiary and Upper Carboniferous. In this paper observations on the ore deposit of Grosskogel indicate an introduction of hydrothermal material probably in the Early Devonian. The deposit is believed to be of submarine origin with formation of synsedimentary conformable and inconformable ore bodies. The ore-bearing sedimentary complex now forms a large, steep axial fold. The primary paragenesis (consisting mainly of quartz, pyrite, tetrahedrite and barite) together with the wallrock, was altered by diagenesis, the effect of Variscian and Alpidian orogenesis, and by epizonal metamorphism.

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Mit 4 Abbildungen     

Über die Beziehungen zwischen Coeruleolactit,Planerit, Türkis,Alumochalkosiderit und Chalkosiderit

Zusammenfassung Weißer Coeruleolactit von Katzenellenbogen, blauer Coeruleolactit vom gleichen Fundpunkt und von Chester Co., Planerit vom Fluß Tschornaja und vom Tschernowskaja-Berg im Ural, Türkis von Chorassen, King-River, Jordansmühl, Ölsnitz im Vogtland und Mühlleithen im Vogtland, Alumochalkosiderit von den vogtländischen Lagerstätten und Chalkosiderit von Mühlleithen und von Cornwall sind — wie ihre Pulverdiagramme erkennen lassen — strukturell aufs engste verwandt. Die gemeinsame Formel dieser Minerale ist (Cu, Ca, Fe^.., Mg) (Al, Fe^...)₆ ((P, As)O₄)₄ (OH)₈ · 4–5H₂O. Abweichungen in dend-Werten und den Intensitäten der Debye-Scherrer-Linien sind bedingt durch den teilweisen Ersatz der zweiwertigen, der dreiwertigen und vielleicht auch der fünfwertigen Ionen untereinander. Der weiße Coeruleolactit von Katzenellenbogen scheint kein einheitliches Mineral zu sein, sondern aus etwa 5 Teilen des dem Türkis entsprechenden reinen Ca-Al-Phosphats und einem Teil eines Al-hydroxyds zu bestehen. Der Planerit vom Fluß Tschornaja, desgleichen der blaue Coeruleolactit von Katzenellenbogen und von Chester-Co. sind Ca-reiche und Cu-arme Türkise, die Türkise von Mühlleithen, von Chorassen, King-River und Jordansmühl sind fast reine Cu-Türkise, der Türkis von Olsnitz im Vogtland nimmt eine Mittelstellung ein. Die Alumochalkosiderite von den vogtländischen Fundpunkten sind Mischkristalle aus Türkis und Chalkosiderit; auch die untersuchten Chalkosiderite enthalten noch einige Prozente Al₂O₃ neben Fe₂O₃. Der As-Gehalt im Türkis und im Chalkosiderit von Mühlleithen ist zu geringfügig, als daß er nennenswerten Einfluß auf die Gitterdimensionen gewinnen könnte.     

Orogeny,crustal hydrogeology and the generation of epigenetic ore deposits in the Canadian Cordillera

Summary The Mesozoic-Cenozoic history of the Canadian Cordillera in British Columbia was composed of five major stages: preaccretion island arc development in the Early Jurassic, micro-plate vs. continent collision in the Middle Jurassic, uplift and extension in the Late Jurassic to Early Cretaceous, renewed collisional tectonics in the Middle Cretaceous, and extension and strike-slip faulting in the Late Cretaceous to Eocene. All of these intervals except the Late Jurassic to Early Cretaceous were associated with extensive plutonism and volcanism. An analysis of the age distribution of epigenetic ores (porphyry Cu ± Mo, Au; mesothermal Au; epithermal Au ± Ag; Ag-Pb-Zn veins), however, indicates that only the Early Jurassic, the Late Jurassic to Early Cretaceous, and the Late Cretaceous to Eocene were characterized by widespread development of epigenetic ores. Especially notable is the absence of significant epigenetic mineralization from the Middle Jurassic and Middle Cretaceous periods, even though magmatism and metamorphism were widespread during these time periods.Studies of synbrogenic regional fluid flow in the Canadian Cordillera show that differences in regional hydrogeology between the compressional-thrust and the extensional intervals are probably the key factor in determining which intervals were extensively mineralized. In compressional-thrust regimes characteristic of the Middle Jurassic and Middle Cretaceous, vertical permeability is disrupted by low permeability thrust zones, which inhibits the influx of surface fluids or venting of subsurface fluids and consequently, limits the ability of the system to concentrate metals. In extensional regimes, vertical fracturing provides regions of high permeability, which provide for the rapid influx and circulation of surface fluids and venting of devolatilizational fluids and consequently, the widespread formation of epigenetic ores.

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Gebirgsbildung, Hydrogeologie der Kruste, und Entstehung von epigenetischen Erzlagerstätten in der kanadischen Cordillera

Zusammenfassung Die mesozoisch-känozoische Geschichte der kanadischen Cordillere in Britisch Kolumbien umfaßt fünf Haupt-Stadien: Entwicklung eines Inselbogens im Unter-Jura, Mikroplatten/Kontinent-Kollision im Mittel-Jura, Hebung and Extension im Oberjura bis Unterkreide, Kollisionstektonik in der Mittelkreide und schließlich Extension und Strike-Slip-Faulting von der Oberkreide bis ins Eozän. Alle diese Phasen, mit Ausnahme der im späten Jura und in der frühen Kreide, waren mit ausgedehnter plutonischer und vulkanischer Aktivität verbunden. Eine Analyse der Altersverteilung epigenetischer Erzlagerstätten (Porphyry Cu + Mo, mesothermales Au, epithermales Au + Ag; AgPb-Zn-Gänge), weist darauf hin, daß nur im Unterjura, und vom Oberjura bis in die Unterkreide, und von der Oberkreide bis ins Eozän die Entstehung epigenetischer Erzlagerstätten zu beobachten war. Besonders bemerkenswert ist das Fehlen signifikanter epigenetischer Mineralisation im Mitteljura und in der Mittelkreide, obwohl Magmatismus und Metamorphose während dieser Zeitabschnitte zu beobachten waren.Untersuchungen von synorogenem, regionalem Fluidverhalten in der kanadischen Kordillere zeigen, daß Unterschiede in der regionalen Hydrogeologie zwischen kompressionalen Überschiebungsphasen und extensionalen Perioden ein wichtiger Faktor in der Entwicklung der Mineralisation sind. In Kompressions/Überschiebungsregimen, die für den Mitteljura und die Mittelkreide charakteristisch sind, war vertikale Permeabilität durch Überschiebungsbahnen von niedriger Permeabilität unterbrochen. Dies wiederum verhinderte den Zufluß von Oberflächen-Fluiden oder das Aufsteigen von Fluiden aus der Tiefe und, in der Folge, die Fähigkeit des Systems, Metalle zu konzentrieren. In Extensions-Bereichen bieten vertikale Bruchstrukturen Bereiche hoher Durchlässigkeit an, die wiederum rasche Zufuhr und Zirkulation von Oberflächenfluiden, das Aufsteigen von Fluiden, sowie die Bildung von Lagerstätten erleichtern.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March 21–23, 1991.     

Sulfur isotopic evidence for the supergene origin of alunite deposits,Tolfa district,Italy

Sulfur isotope abundance data for minerals of the historically important alunite deposits of the Tolfa district indicate (1) compositional similarity between sulfates and sulfides (mean S³⁴ values of +5.5⁴ and +6.3⁴ permil respectively), (2) negligible fractionation factors (0.995 to 1.004) for sulfate-sulfide mineral pairs, (3) two distinct sulfide isotopic populations characterized by pyrite (+8.3⁴ permil) and marcasite (–1.0⁵ permil) and with associated alunite displaying a covariant isotopic shift, and (4) possible contamination of the hydrothermal system by evaporite sulfate (+25.1 permil) because hypogene pyrite, galena, and cinnabar are enriched in S³⁴ (+6.1 to +10.3 permil). We suggest that alunite, barite, and possibly marcasite are of supergene origin and that the sulfate-sulfur was derived from the surficial oxidation of sulfides. Our conclusion is compatible with the geologic evidence and confirms the supergene hypothesis for the genesis of Tolfa alunites proposed by Fuchs and De Launay (1893) and De Launay (1906; 1913).

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Zusammenfassung Die Schwefel-Isotopen-Häufigkeiten von Mineralen der historisch wichtigen Alunit-Vorkommen des Gebietes um Tolfa zeigen (1) eine große Ähnlichkeit der Isotopen-Zusammensetzungen zwischen Sulfaten und Sulfiden (Mittelwerte für S³⁴ von +5,5₄ bzw. +6,3₄), (2) höchstens sehr geringe Fraktionierungs-Faktoren (0,995 bis 1,004) für Mineralpaare von Sulfat und Sulfid, (3) zwei verschiedene Gruppen von Isotopenverhältnissen bei den Sulfiden, und zwar für Pyrit (+8,3₄) und Markasit (–1,0₅), wobei der jeweils begleitende Alunit ähnliche Unterschiede aufweist, und (4) eine mögliche Beeinflussung des hydrothermalen Systems durch Sulfat aus Salzlagerstätten (+25,1), weil hypogener Pyrit, Galenit und Zinnober eine Anreicherung von S³⁴ zeigen (+6,1 bis +10,3). Wir nehmen an, daß Alunit, Baryt und möglicherweise auch Markasit supergen gebildet wurden, und daß der Sulfat-Schwefel durch die Oxydation von Sulfiden an der Erdoberfläche entstand. Unsere Schlußfolgerung ist mit den geologischen Befunden vereinbar und bestätigt die supergene Hypothese für die Bildung der Alunitvorkommen von Tolfa, wie sie von Fuchs und De Launay (1893) und De Launay (1906; 1913) vertreten wurde.

     

Minor element geochemistry of sulphide minerals in the Broken Hill Lode (N.S.W.) in relation to the origin of the ore

The Broken Hill Lode, located in western New South Wales, is one of the largest silver-lead-zinc deposits in the world. It consists of a series of individual ore lenses in high grade metamorphic rocks that have undergone a complex metamorphic and structural history. The origin of the ore has been the subject of debate for many years and theories that have been proposed include selective replacement and sedimentary hypotheses. Analyses have been made of minor elements in 119 galena and 129 sphalerite concentrates from ore samples from the various ore lenses. Elements studied were Ag, Sb, Sn, Bi and Se in galena, and Fe, Mn, Cd, Co and Cu in sphalerite. The results demonstrate significant variations in the composition of both galena and sphalerite between lenses. There is no evidence of consistent trends in composition within any of the lenses. This information agrees with previous data on characteristic Ag:Pb:Zn ratios and gangue mineralogy of the various lenses. It is considered that the chemical characterization of the lenses is best explained by an origin involving deposition of the ore constituents at the same time as the enclosing sediments.

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Zusammenfassung Die Lagerstätte von Broken Hill im westlichen Neu-Süd-Wales gelegen, ist eine der größten Silber-Blei-Zink-Lagerstätten der Welt. Sie besteht aus einer Serie einzelner Linsen in hochgradig metamorphosiertem Gestein, das einer komplexen metamorphen und strukturellen Geschichte unterworfen war. Die Entstehung der Erze ist seit Jahren umstritten; die diskutierten Theorien reichen von selektiver Verdrängung bis zu sedimentären Hypothesen. Aus 119 Bleiglanz- und 129 Zinkblendekonzentraten von Erzproben aus verschiedenen Erzlinsen wurden Spurenelementgehalte bestimmt. Die untersuchten Elemente waren Ag, Sb, Sn, Bi und Se im Bleiglanz und Fe, Mn, Cd, Co und Cu in der Zinkblende. Die Ergebnisse zeigen bedeutsame Unterschiede zwischen den Gehalten in Bleiglanz und in Zinkblende in verschiedenen Linsen. Es gibt keine Hinweise auf bestimmte Richtungen in den Gehalten in irgendeiner der Linsen. Dieses Ergebnis stimmt mit früher angegebenen Daten über charakteristische Ag:Pb:Zn-Verhältnisse und die Mineralogie der Gangarten der verschiedenen Linsen überein. Es wird gefolgert, daß der chemische Charakter der Linsen am besten erklärt wird durch eine Genese, bei der die Erze gleichzeitig mit den einschließenden Sedimenten zum Absatz kamen.

     

Crystallization trends of pyroxenes from alkaline subvolcanites of Punta delle Pietre Nere (Gargano,Southern Italy)

Summary The results of microprobe analyses of clinopyroxenes from alkaline melasyenites and layered melagabbros, produced by intra-plate magmatism of Paleocene age at Punta delle Pietre Nere, are here given and discussed.The analysed pyroxenes range from diopsidic to acmite-rich compositions.The first crystallized pyroxenes (diopside) show Al^VI contents suggesting shallow depths of crystallization. In addition pyroxenes from melasyenite and those from melagabbro display different Cr contents, Al/Ti and Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) ratios confirming their crystallization from melts produced by different parental liquids.Diopsides and salites show an overall trend towards high Al, Ti and Fe³⁺, suggesting that the crystallization occurred under decreasing SiO₂/Al₂O₃ ratios and under relatively highpH₂O–pO₂ conditions.Pyroxenes from the Pietre Nere melasyenite show a progressive variation towards acmite rich compositions at Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) lower than 0.5; those from the layered melagabbro, instead, show a continuous enrichment in Ca Fe³⁺ AlSiO₆. This different behaviour is due to the co-crystallization, with the latest pyroxenes, of phases with different K/Na and Si/Al ratios.

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Kristallisations-Tendenzen der Pyroxene aus Alkali-Subvulkaniten auf Punta delle Pietre Nere (Gargano, Süditalien)

Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse der Mikrosonden-Untersuchungen von Klinopyroxenen aus Alkali-Melasyeniten und schichtigen Alkali-Melagabbros, die durch Intra-plate-Magmatismus paläozenen Alters auf Punta delle Pietre Nere entstanden sind, beschrieben und erörtert.Die untersuchten Pyroxene reichen von diopsidischen bis zu Akmit-reichen Zusammensetzungen.Die zuerst kristallisierten Pyroxene (Diopsid) zeigen Al^VI-Gehalte, die auf geringe Tiefe des Kristallisationsvorganges hinweisen. Dazu zeigen die Pyroxene aus dem Melasyenit und aus dem Melagabbro unterschiedliche Cr-Gehalte; die Al/Ti- und Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺)-Verhältnisse bestätigen deren Kristallisation aus Schmelzen, die aus unterschiedlichen Ursprungsmagmen stammen.Die Diopside und Salite zeigen eine einheitliche Tendenz zu hohem Al-, Ti- und Fe³⁺-Gehalt; dies deutet darauf hin, daß die Kristallisation unter abnehmenden SiO₂/Al₂O₃-Verhältnissen und unter relativ hohenpH₂O–pO₂-Bedingungen stattfand.Die Pyroxene aus dem Punta delle Pietre Nere-Melasyenit zeigen eine zunehmende Änderung zu Akmit-reichen Zusammensetzungen bei weniger als 0,5 Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺); die Pyroxene aus dem schichtig differenzierten Melagabbro zeigen dagegen eine allmähliche Zunahme von CaFe³⁺AlSiO₆. Dieses unterschiedliche Verhalten rührt daher, daß Mineralphasen mit unterschiedlichen K/Na- und Si/Al-Verhältnissen zugleich mit den zuletzt gebildeten Pyroxenen kristallisierten.

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With 6 Figures     

Über die Herkunft der ostalpinen Vererzung

Zusammenfassung Die Erörterung beschränkt sich unter Ausschaltung anderer Vorkommen auf Lagerstätten der alpinen Metallogenese im Sinne von W.Petrascheck. Sie werden als genetisch zusammengehörige, in Metallzonen gegliederte Abfolge betrachtet, deren Bildung jünger ist als die großen Deckenbewegungen und etwa ins ältere bis mittlere Tertiär zu stellen ist. Zeitlich, nur für Teile der Vererzung auch räumlich, ist eine Ableitung vom Magmatismus der periadriatischen Intrusiva und der Andesite des Südostens möglich, die Gesamtanordnung weist aber auf ein Herdgebiet in der durch die Hohen Tauern bezeichneten Gebirgsachse hin. Hier bestehen engste Beziehungen der Lagerstätten zu den Bildungen der alpidischen Metamorphose und deren Stoffwanderungen. Ein Teil des Stoffbestandes der Lagerstätten ist aus dem Stoffwechsel der Metamorphose ableitbar, der andere mit größerer Wahrscheinlichkeit von magmatischer Abkunft. Weder nur der Magmatismus noch nur die Metamorphose kann heute als zureichende Quelle der Gesamtvererzung der Ostalpen angesehen werden, sondern diese steht offenbar mit beiden in Beziehung und kann nur zusammen mit diesen beiden Erscheinungen und neben diesen als Auswirkung der Tiefenvorgänge der alpidischen Orogenese begriffen werden.     

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

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

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

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

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With 4 Figures     

The Machangqing copper-molybdenum deposits, Yunnan, China — an example of Himalayan porphyry-hosted Cu-Mo mineralization

Summary The Machangqing copper-molybdenum deposits occur in the Shanjian fold belt, Yunnan Province, China. Two types of ores are distinguished: (1) Cu-Mo quartz veinlets in magnetite-series granite porphyry; and (2) Cu-Mo skarns occurring at the contact between the Ordovician sedimentary sequence and the granite porphyry. With decreasing temperature and of hydrothermal fluids initially in equilibrium with K-feldspar, the following alteration patterns developed within the porphyry, from the center outwards: silicification, K-silicate, phyllic and argillic alteration. The paragenetic sequence of alteration minerals observed in the Cu-Mo skarns resulted from decreasing temperature and/or increasing of the hydrothermal fluids initially in equilibrium with grandite garnet. Fluid inclusions in quartz suggest boiling during the mineralization. The mineralization temperatures based on filling temperatures and salinities of quartz are in the following ranges: about 265° to 400 °C and 5.0 to 14.6 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo veinlets; and 200° to 500 °C and 10.2 to 42.0 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo skarns. As is evident from log fo₂-pH diagrams, ores of the early stage of mineralization in the Cu-Mo skarns, characterized by the assemblage magnetite + pyrite + rare pyrrhotite + K-feldspar + quartz, were deposited from highly alkaline and high temperature fluids. With decreasing temperature and fo₂, the pH of the ore fluids was shifted towards slightly alkaline to neutral, with the resultant formation of the main stage ores, characterized by the assemblage chalcopyrite + pyrite + molybdenite + sphalerite + K-feldspar +sericite (muscovite) + epidote + uartz. Very minor amounts of ore minerals, including matildite, bismuthinite and electrum, are associated with a late stage of ore formation.In the case of the Cu-Mo veinlets, it can be stated roughly that both fs₂ and fo₂ conditions were in the stability field of pyrite, with pH of the ore fluids buffered by the assemblage sericite + K-feldspar +quartz ± calcite. K-Ar age determinations were made on the granite porphyry, biotite phenocrysts and hydrothermal biotite in the Cu-Mo skarns, giving ages of 42.5 to 34.6 Ma, 52.3 Ma, and 39.2 to 26.4 Ma, respectively.It is concluded that the Cu-Mo mineralization at Machangqing shows a close spatial and temporal association with the Himalayan felsic magmatism of the magnetite-series type.

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Die Machangqing Kupfer-Molybdän-Lagerstätten, Yunnan, China — Ein Beispiel für prophyrische Cu-Mo Vererzung im Himalaya

Zusammenfassung Die Kupfer-Molybdän-Lagerstätten von Machangqing treten im Shanjian Faltengürtel in der Provinz Yunnan, China, auf. Zwei Erztypen sind unterscheidbar: (1) Cu-Mo Quarzgängchen in einem porphyrischen Granit der Magnetit-Serie; (2) Cu-Mo-Skarne am Kontakt zwischen der ordovizischen Sedimentabfolge und dem porphyrischen Granit. Mit Abnahme der Temperatur und des Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Alkalifeldspat im Gleichgewicht waren, entwickelten sich in diesem Porphyrstock vom Zentrum randwärts folgende Alterationszonen: Silizifizierung, K-silikatische, phyllische und argillische Alteration. Die paragenetische Abfolge der Alterationsminerale, die in den Cu-Mo Skamen zu beobachten sind, sind das Resultat abnehmender Temperatur und/oder einer Zunahme des -Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Grandit-Granat im Gleichgewicht waren. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz weisen auf Siedeprozesse während der Mineralisation hin. Die aus den Einschlußtemperaturen und Salinitäten in Quarz bestimmten Mineralisationstemperaturen liegen für die Cu-Mo-Gängchen zwischen 265–400 °C und zwischen 5–14.6 Gew.% NaCI Äquiv. und zwischen 200–500 °C und 10.2–42 Gew.% NaCI Äquiv. für die Cu-Mo Skarne. Wie aus log fo₂-pH Diagrammen hervorgeht, ist die im Frühstadium der Cu-Mo Skamvererzung entstandene Vergesellschaftung von Magnetit +Pyrit+selten Magnetkies + Alkalifeldspat + Quarz durch Ausfällung aus sehr alkalischen und hochtemperierten Fluiden entstanden. Mit Temperatur- und fo₂-Abnahme wurde der pH der Lösungen leicht alkalisch bis neutral. Dies resultierte in der Bildung der Erze des Hauptstadiums, das durch Chalcopyrit + Pyrit + Molybdänit + Sphalerit + Alkalifeldspat + Serizit (Muscovit) + Epidot + Quarz charakterisiert ist. Sehr geringe Mengen an Erzmineralen inklusive Matildit, Bismuthinit und Elektrum sind dem Spätstadium der Vererzung zuzuordnen. Für die Cu-Mo-Gängchen läßt sich etwas verallgemeinernd feststellen, daß fo₂ und fs₂ im Stabilitätsbereich von Pyrit lagen, wobei der pH der Erzfluide durch die Paragenese Serizit+Alkalifeldspat+Quarz+Calcit gepuffert wurde. K-Ar Altersbestimmungen wurden am porphyrischen Granit, an Biotit-Phänokristallen und an hydrothermal gebildetem Biotit der Cu-Mo Skarne durchgeführt. Sie ergaben Alter von 42.5–34.6, 52.3 bzw. 39.2-26.4 Ma.Die Cu-Mo Vererzung von Machangqing zeigt eine räumliche und zeitliche Assoziation mit dem sauren Magmatismus der Magnetit-Serie im Himalaya.

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With 12 Figures     

Origin of tourmaline and oxide minerals from the metamorphosed Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit, Rajasthan, India

Summary The sediment-hosted exhalative Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit in Rajasthan, India, contains a number of oxide minerals which have been formed as a result of high-grade metamorphism. Gahnite (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) is a common minor phase in the ores and formed from breakdown of sphalerite and Al-rich silicates. Pyrophanite-ilmenite solid solution (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58Ti_0.99–1.01O₃) is very rare and occurs, intergrown with rutile, as a result of unmixing of a Ti-Fe-Mn bearing precursor mineral.Dravite-rich tourmaline with Fe/(Fe+Mg) ratios around 0.02 occurs at the hanging wall contact of the orebody with the paragneisses and is intergrown with the ore minerals. Tourmaline from the stratabound ores is distinguished from schorl-rich tourmaline of two pegmatite samples which show Fe/(Fe+Mg) ratios of 0.43 and 0.62, respectively. It is argued that dravite-rich tourmaline (or another B-rich precursor mineral) is of premetamorphic origin. This dravite-rich tourmaline recrystallized during high-grade metamorphism when the metamorphic fluid, represented by H₂O-CO₂±CH₄-N₂ inclusions, was trapped.Amphiboles, muscovites and biotites from metamorphic rocks of the deposit display radiometric³⁹Ar/⁴⁰Ar cooling ages between 788 and 909 Ma.

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Dravit-reicher Turmalin und Oxide der metamorphen Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha, Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Die sedimentär-exhalative Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha in Rajasthan, Indien, beinhaltet eine Reihe von Oxidmineralen, die infolge der hochgradigen Regional-metamorphose gebildet wurden. Gahnit (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24 Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) ist eine häufig anzutreffende Phase, die sich aus Sphalerit und Al-reichen Silikatphasen gebildet hat. Pyrophanit-Ilmenit (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58 T_0.99–1.01O₃) ist sehr selten und bildet, aufgrund der Entmischung eines Ti-Fe-Mn hältigen Vorläuferminerals, Verwachsungen mit Rutil.Dravit-reicher Turmalin mit einem Fe/(Fe+Mg) Verhältnis um 0.02 bildete sich gleichzeitig mit den Sulfidmineralen am Kontakt des Erzkörpers mit den hangenden Paragneisen der Lagerstätte. Dieser Turmalin unterscheidet sich klar von Schörlreichem Turmalin mit Fe/(Fe+Mg) Verhältnissen von 0.43 und 0.62 von zwei Pegmatiten. Die Herkunft dieses prämetamorphen Dravit-reichen Turmalins (oder dessen Vorgängerminerals) ist unklar. Dieser Turmalin rekristallisierte während der Metamorphose, wobei er das metamorphe H₂O-CO₂±CH₄-N₂-Fluid in Form von primären Einschlüssen einschloß.Amphibol, Muskowit und Biotit wurden mittels³⁹Ar/⁴⁰Ar-Methode datiert und liefern radiometrische Abkühlungsalter zwischen 788 und 909 Ma.

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With 8 Figures     

The genesis of Cu-bearing quartz veins by metamorphic remobilization from stratiform red bed deposits,SW County Cork,Ireland

Summary Polymetallicmajor veins of the West Carbery district (County Cork) are compared with the nearby stratiform-disseminated copper mineralization in metasedimentary rocks, containingminor veins (metamorphic quartz veins and veinlets). These stratiform deposits are hosted by non-marine Devonian sediments (Old Red Sandstone), metamorphosed in the Hercynian orogeny. In sulphides from the stratiform deposits and minor veins, isotopic compositions of sulphur (³⁴S) range from – 21.00 to + 5.14%₀, consistent with the vein sulphide being remobilized stratiform-disseminated sulphide, and the latter being of diagenetic bacteriogenic origin. Sulphate (barite), found in veins separate from the sulphides, has ³⁴S + 12.3 to + 15.7%₀. consistent with groundwater origin. In minor-vein quartz, fluid inclusions have homogenization temperatures consistent with trapping under the estimated peak-metamorphic conditions (300–400°C, 1–3 kbar).In the major veins, sulphide ³⁴S (–15.8 to –4.2 0) suggest remobilization of diagenetic sulphide. Oxygen and hydrogen isotopes suggest deposition from metamorphic fluids (calculated ¹⁸O_H2O approximately + 8 to + l3%₀, measured range of D –52.2 to –27.3%₀). Immiscible C0₂-bearing fluids were trapped in the temperature range 280–350°C with fluid pressure < ca. 600 bar. The inferred pressure-temperature history is attributed to late-metamorphic uplift, with fluid pressures falling below lithostatic. The sulphide-bearing veins are interpreted as a small-scale example of redistribution of mineral deposits by metamorphic fluids.

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Die Genese Cu führender Quarzgdnge durch metamorphe Remobilisation aus stratiformen Rotsedimenten, SW County Cork, Irland

Zusammenfassung Polymetallische Erzgänge (major veins) des westlichen Carbery Distriktes (County Cork) werden mit kleineren Gängchen (minor veins), die in den benachbarten, eine disseminierte stratiforme Cu-Vererzung führenden, Metasedimenten liegen, verglichen. Diese stratiformen Lagerstätten sind an nichtmarine devonische Sedimente (Old Red Sandstone), die während der hercynischen Orogenese metamorphisiert wurden, gebunden. Die Zusammensetzung der Schwefelisotope (³⁴S) der Sulfide in der disseminierten Vererzung und in den kleineren Gängen variiert von –21.00 bis –5.14%₀. Diese Zusammensetzung ist mit der Interpretation, daß der Schwefel in den Gängchen aus den stratiformen disseminierten Sulfiden remobilisiert wurde, die ihrerseits diagenetischbakteriogene Signatur zeigen, konsistent: Die ³⁴5-Werte der Sulfate (Baryt) in den Gängchen variieren von + 12.3 bis + 15.7%₀, was mit einer Herkunft aus Grundwässern übereinstimmt. Die Homogenisierungs-Temperaturen der FlüsBigkeitseinschlüsse in Quarz der Gängchen sind mit einem Einschluß der Fluide während des Höhepunktes der Metamorphose (300–400°C, l-3 kbar) konsistent.In den polymetallischen Erzgängen weisen die ³⁴S-Werte (–15.8 bis –4.2%0) auf die Remobilisation diagenetischen Schwefels, die Sauerstoff und Wasserstoffisotope auf Ausfällung aus metamorphen Wässern hin. Die berechneten ¹⁸O-Werte liegen zwischen ca. +8 bis +13%₀ die gemessenen H-Werte zwischen –52.2 bis –27.3%₀. Nicht mischbare C0₂-führende Fluide wurden im Temperaturbereich von 280–350°C bei Fluid-Drucken < ca. 600 bar eingeschlossen. Der abgeleitete P-T Pfad wird mit spätmetamorpher Hebung, während der der Fluiddruck unter den lithostatischen Druck fiel, erklärt. Die Sulfid-führenden Gänge werden als kleinmaßstäbliche Beispiele für Wiederverteilung von Minerallagerstätten durch metamorphe Fluide gedeutet.

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With 6 Figures