Petrogenesis of fore-arc metabasites from the paleozoic of New England,Eastern Australia

Summary Devonian metabasites in the New England Fold Belt of eastern Australia occur in three fault-bounded slices. Tectonic reconstruction places these and along-strike units in a fore-arc basin bordered to the west by an (eroded) are and to the east by an accretionary subduction complex. All twenty-one samples examined here have undergone prehnite-pumpellyite facies metamorphism and accompanying redistribution of alkaline earth and other LIL elements, although HFS and LRE elements are in magmatic abundances. Relict clinopyroxene compositions indicate crystallization from either MORB or calcalkalic magma, although immobile element variations favour a depleted magma type (e.g. MORB or low-K tholeiite). Fields for boninites, island arc tholeiites and calcalkaline rocks from the Mariana fore-arc have been delineated on a plot of Ce/Zr - Y/Zr. Metabasites from this study plot in the island arc tholeiite field but analyses from along strike (Glenrock) plot in the tholeiite field and closer to the boninite field. This, coupled with the occurrence of calc-alkalic volcanics at Glenrock and MORB and alkalic metabasites further southeast argues for variable loci of magma production and source region inhomogeneity along the fore-arc.As the western magmatic arc was established at the time of fore-arc volcanism, metabasites were not erupted at the inception of subduction as argued for the SW Japan fore-arc. Instead, rifting in the fore-arc could have lowered the pressure in the upper mantle instigating peridotite melting and allowing the passage of magma to the surface. A potential source region for magma is the mantle wedge overlying the subducting plate.

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Petrogenese von Fore-are Metabasiten aus dem Paläozoikum von New England, Australien

Zusammenfassung Die devonischen Metabasite aus dem New-England-Faltengürtel von Ostaustralien kommen in drei störungsgebundenen Schuppen vor. Tektonische Rekonstruktion ordnet diese und auch parallel streichende Gesteinseinheiten in ein Fore-arc-Becken ein, welches im Westen von einem (erodierten) Inselbogen und im Osten von einem Subduktions-Komplex begrenzt wird. Die 21 hier untersuchten Proben sind durch Metamorphose in der Prehnit-Pumpellyit-Fazies gekennzeichnet, mit der Umlagerung der Alkalien und anderer LIL-Elemente einherging, obwohl die HFS- und LRE-Elemente primär magmatische Gehalte zeigen. Reliktische Klinopyroxen-Zusammensetzungen deuten die Kristallisation aus einem MORB- oder Kalkalkali-Magma an, während immobile Elementverteilungen eher auf einen verarmten Magmentyp hinweisen (MORB oder low-K tholeiite). Als Vergleichsbasis wurden die Felder für Boninite, Inselbogentholeiite und Kalkalkali-Gesteine vom Mariana Fore-arc in ein Ce/Zr - Y/Zr-Diagramm eingetragen. Die Metabasite fallen in das Feld der Inselbogentholeiite. Die Analysen der parallel streichenden Gesteinseinheiten (Glenrock) fallen jedoch in das Tholeiit-Feld, in unmittelbarer Nähe zu Boniniten. Dies spricht für eine Magmenproduktion an verschiedenen Orten und für eine Inhomogenität des Ausgangsmaterials entlang des Fore-arcs, auch auf Grund des Vorkommens von Kalkalkali-Vulkaniten am Glenrock bzw. von MORB und alkalischen Metabasiten weiter im Südosten. Während der Entstehung des westlichen magmatischen Inselbogens, zur Zeit des Forearc-Vulkanismus, wurden am Beginn der Subduktion keine Metabasite eruptiert, wie sie für den SW-Japanischen Fore-arc angenommen werden. Rifting im Fore-arc hat möglicherweise den Druck im oberen Mantel gesenkt. Dies hat Aufschmelzung von Peridotit begünstigt und das Aufdringen des Magmas an die Erdoberfläche ermöglicht. Der über der subduzierenden Platte liegende Mantelkeil gilt als potentieller Herkunftsort für das Magma.

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With 6 Figures     

Petrology and geotectonic significance of salic rocks preceding ophiolites in the Eastern Vardar Zone,Greece

Summary In the eastern Vardar Zone of Greece, Na-dominant salic rocks are intimately associated with ophiolites, constituting a NW-trending, about 8 km thick belt along the western margin of the Serbomacedonian Massif. Though of different ages and metamorphic histories, both contrasted lithologic units display similar lateral variations. The salic rocks vary from a hypabyssal tonalite-trondhjemite series in the NW into granophyres and submarine volcanics in the SE. The juxtaposed ophiolites change in the same direction from tectonite peridotites overlain or intruded by mafic-ultramafic cumulates into sheeted dykes and submarine volcanics. The salic rocks were formed by multi-staged fractional melting of a mafic source and correspond chemically to the low-K andensite rhyolite series. The geological and chemical evidence points at an immature island-are setting for the salic rocks above a NE-dipping subduction zone. The lateral variations in their mode of occurrences probably reflect progressive attenuation of the continental crust. The corresponding variations displayed by the juxtaposed ophiolites may have resulted from a change in the plate motion from conservative in the NW to constructive in the SE.

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Petrologie und geotektonische Bedeutung der den Ophiolithen vorausgegangenen salischen Gesteine in der östlichen Vardar-Zone, Griechenland

Zusammenfassung In der östlichen Vardar-Zone von Griechenland bilden Na-betonte salische Gesteine und Ophiolithe einen NW-streichenden, ca. 8 km mächtigen Gürtel entlang des westlichen Randes des Serbomazedonischen Massivs. Trotz verschiedenen Alters und unterschiedlicher metamorpher Beanspruchung zeigen die beiden lithologischen Einheiten gleiche laterale Variationen. Die salischen Gesteine wechsein von Tonaliten und Trondhjemiten im NW zu Granophyren und submarinen Vulkaniten im SE. Die tektonisch angrezenden, etwas jügeren Ophiolithe variieren in der gleichen Richtung von Tektonit-Peridotiten und den überlagrenden oder intrudierenden mafisch-ultramafischen Kumulaten zu einem Gangstockwerk und submarinen, vorwiegend basischen Vulkaniten. Die salischen Gesteine sind durch ein mehrphasiges fraktioniertes Aufschmelzen mafischen Materials entstanden und entsprechen chemisch der K-armen Reihe von basischem Andesit bis Rhyolith. Als Bildungsort weisen die geologischen und chemischen Kriterien auf einen inmaturen Inselbogen oberhalb einer nach NE gerichteten Subduktionszone während des Mittleren Juras hin. Veränderungen in den Ausbildungsformen der salischen Gesteine gehen offensichtlich auf ein progressives Verdünnen der kontinentalen Kruste zurück. Entsprechende Veränderungen in den gegenübergestellten Ophiolithen lassen sich durch Veränderungen in der Plattenbewegung von konservativ im NW zu konstruktiv im SE erklären.

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With 12 Figures     

Age,origin and geodynamic significance of a polymetamorphic felsic intrusion in the Ötztal Crystalline Basement,Tirol, Austria

Summary A multi-method approach was applied to derive the age and origin of an orthogneiss body located in the central Kaunertal, western Ötztal Crystalline Basement (ÖCB). The Tieftal orthogneiss body is an internally differentiated, polymetamorphosed epizonal intrusion, embedded in amphibolites. It comprises leucocratic hedenbergite-hornblende-, hornblende- and biotite-hornblende-gneisses, but also some melanocratic rock types. The leucocratic Tieftal gneisses are granitic, have a near eutectic melt composition and share some features of A-type granites, such as high Na₂O+K₂O(8.07 to 8.58wt%), Zr (379 to 554ppm) and Y (58 to 79ppm) contents. The REE-patterns are rather flat ((La/Yb)_N=2.4 to 3.7), with distinct negative Eu anomalies. Single zircon evaporation dating of two samples and Sm-Nd dating of relict magmatic titanite resulted in ages of 487±7, 484±3 and 487±5Ma, respectively. The weighted mean of 485±3Ma is interpreted as the primary crystallization age of the Tieftal orthogneiss body. Rb-Sr whole rock dating results in a well defined regression line, corresponding to an age of 411±9Ma. This age clearly documents at least a partial resetting of the whole rock Rb-Sr system, which is most probably due to subsequent metamorphic overprint. The leucocratic Tieftal gneisses are isotopically rather primitive with an Nd _CHUR ^{485 Ma} value of +1.7 and a calculated magmatic initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of 0.7047. These data suggest a major mantle contribution. Most probably, they originated through fractionation of the magmatic precursors of the accompanying tholeiitic metabasites. The more primitive isotopic composition of ÖCB metabasites and some late Archean/early Proterozoic and Cambrian inheritance in Tieftal gneiss zircons suggest some involvement of old crustal rocks, too. The amount of crustal contamination can be calculated to be in the range of 10 to 40%. The Tieftal gneisses and the accompanying metabasites are interpreted as remnants of igneous rocks related to an early Ordovician rifting and incipient formation of new oceanic crust, an event which can be traced throughout the central and western European Variscan and Alpine terranes.

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Alter, Genese und geologische Bedeutung einer polymetamorphen felsischen Intrusion im Ötztalkristallin, Tirol, Österreich

Zusammenfassung Ein Vielzahl von Methoden wurde angewandt, um das Alter und die Genese eines Orthogneiskörpers im mittleren Kaunertal, westliches Ötztalkristallin, abzuleiten. Der Tieftal-Orthogneiskörper ist eine in Amphiboliten eingeschaltete, intern differenzierte, polymetamorph überprägte, epizonale Intrusion. Er umfaßt sowohl leukokrate Hedenbergit-Hornblende-, Hornblende- und Biotit-Hornblende-Gneise als auch untergeordnet melanokrate Gesteine. Die leukokraten Tieftal-Gneise besitzen einen granitischen, beinahe einer eutektischen Schmelze entsprechenden Chemismus; einige Parameter wie hohe Na₂O+K₂O(8.07 bis 8.58Gew%), Zr(379 bis 554ppm) und Y(58 bis 79ppm) Gehalte weisen auf eine A-Typ Affinität hin. Die SEE-Spektren sind nur gering fraktioniert ((La/Yb)_N=2.3 bis 3.7) und weisen eine markante negative Eu-Anomalie auf. Einzelzirkon-Evaporationsdatierungen an 2 Proben und eine Sm-Nd Datierung von reliktischem magmatischem Titanit ergeben Alter von 487±7, 484±3 und 487±5Ma. Der gewichtete Mittelwert von 485±3Ma wird als das primäre magmatische Kristallisationsalter des Tieftal-Orthogneiskörpers interpretiert. Eine Rb-Sr Gesamtgesteinsdatierung ergibt eine gut definierte Regressionsgerade mit einem Alter von 411±9Ma. Dieses Alter beweist eine postmagmatische Störung des Rb-Sr Gesamtgesteinssystems, die durch die metamorphen überprägungen verursacht wurde. Die leukokraten Tieftal-Gneise besitzen eine relative primitive isotopische Zusammensetzung mit einem Nd _CHUR ^{485 Ma} a Wert von +1.7 und einem zurückgerechneten magmatischen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initialverhältnis von 0.7047. Diese Daten machen eine große Beteiligung von Mantelmaterial wahrscheinlich. Am ehesten entstanden die leukokraten Tieftal-Gneise durch magmatische Fraktionierungsprozesse aus den Ausgangsgesteinen der begleitenden tholeiitischen Metabasite. Die noch primitivere isotopische Zusammensetzung der Metabasite im Ötztalkristallin und spätarchaische/frühproterozoische sowie kambrische Komponenten in den Zirkonen der leukokraten Tieftal-Gneise weisen aber auch auf die Beteiligung alten krustalen Materials hin. Der Anteil der krustalen Komponente liegt im Bereich von 10 bis 40%. Der Tieftal-Orthogneiskörper und die begleitenden Metabasite werden als Relikte magmatischer Gesteine, die während eines frühordovizischen Riftings und der beginnenden Bildung neuer ozeanischer Kruste entstanden sind, gedeutet. Zeugen dieses Vorganges sind in allen variszisch und alpidisch geprägten Gebieten Westund Mitteleuropas zu finden.

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With 13 Figures     

Metamorphe Basalte und Tuffe des Stavanger-Gebietes

Zusammenfassung Eine Reihe von kaledonischen Metamorphiten wurde mikroskopisch und chemisch untersucht. Die Lagerungsverhältnisse, makroskopischen und mikroskopischen Strukturmerkmale dieser Gesteine zeigen, daß es sich um metamorphe Basalte, Tuffe und Tuffite des kaledonischen Geosynklinalvulkanismus handelt, die jetzt in Grünschiefer- und Amphibolitfazies vorliegen. Die chemischen Analysen, CIPW-Normen und AFM-Koordinaten der Metabasalte liegen im Bereich ummetamorpher Basalte. Die Niggli-Werte entsprechen dem femischen bis schwach femischen Charakter von gabbroiden bis lenkogabbroiden Magmen der Kalkalkalireihe.Auf den basaltischen Ursprung solcher Gesteine des Boknfjords hatte bereits Goldschmidt (1921) hingewiesen.Ferner wurde eine ausgewählte Reihe von Metatuffen und -tuffiten, die dem basaltischen Vulkanismus entstammen, vergleichend untersucht: Eine im Felde nicht sehr häufig vertretene Gruppe von Metatuffen besitzt annähernd identische mineralogische und chemische Zusammensetzung mit den Metabasalten. Bei einer anderen Gruppe bestätigen sich die bereits bei der Kartierung gemachten Beobachtungen, daß das tuffogene Material zum großen Teil umgelagert wurde und einer Fraktionierung in dunkle schwere Minerale und helle leichte unterlag. Eine dritte am weitesten verbreitete Gruppe von Metatuffiten enthält mehr oder weniger bedeutende Anteile gewöhnlichen klastischen Verwitterungsmaterials, welches aus der Abtragung präkambrischer Mikroklingranite stammt.Die Untersuchungen zeigen, daß die von Oftedahl (1968) mitgeteilte Karte über die Verbreitung von unterordovizischen Grünsteinen ergänzt werden kann. Die Grenze des Verbreitungsgebietes verschiebt sich von der Insel Karmøy nach SE über den Boknfjord und das Gebiet von Strand hinaus.

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Metamorphic rocks of basaltic origin of the Stavanger-district

A metamorphic series of Cambro-Silurian sediments and granitic rocks in the Boknfjord area (SW-Norway) have been described in some earlier papers. In the upper division of the Boknfjord series metamorphic basalts and associated tuffs are the most important rocks. In the present paper chemical and mineralogical compositions of metabasalts and metatuffs have been investigated. Niggli values and CIPW norms demonstrate the basaltic origin of the samples. The original effusive rocks were transformed to amphibolites and greenstones by Caledonian metamorphism. Main part of the tuffs was found to be mixed with clastic sediments.

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Mein Dank gilt den Herren Professoren Dr. T. F. W. Barth, Oslo, und Dr. F. Karl, Kiel, für ihre tatkräftige Förderung meiner Untersuchungen sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, für die Bewilligung finanzieller Mittel.     

Chromian spinel in the Ivrea-Verbano layered igneous complex,western Alps,Italy

Summary Spinel occurs in the pyroxenitic, peridotitic and gabbroic layers of the Ivrea-Verbano layered igneous complex. Its composition varies between picotite and Mg-hercynite. Maximum Cr₂O₃ contents are found in the spinels of the dunitic cumulitic layers occurring at some height above the base of the complex. Chromium deposits are absent. The lack of chromite and of chromium deposits is attributed to the early fractionation of clinopyroxene (which depleted the residual liquid in chromium) instead of olivine, as a consequence of the relatively high pressure prevailing during crystallization (8 kb). The relationships betweenfO₂-composition of spinel-composition of the silicate phases indicate thatfO₂ exerted a major control on the internal stratigraphy of the single layers and on the pattern of fractionation. The variation offO₂ are on their turn related to accidental variations of the pressure acting on the magma.It is finally suggested that chromium deposits are limited to low pressure layered intrusions, where the magma has been emplaced rapidly into a shallow magma chamber. No chromium concentration is to be expected in those complexes that crystallized into deep-seated magma chambers and that fractionated at relatively high pressure, not markedly different from that at which the magma was produced. One of the major controls on the presence of chromium deposits results, therefore, to be the geotectonic environment of intrusion.

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Chrom-Spinell im geschichteten vulkanischen Komplex von Ivrea-Verbano, Westalpen, Italien

Zusammenfassung Für die Spinelle der Pyroxenit-, Peridotit- und Gabbro-Lagen des Ivrea-Verbano-Intrusivkomplexes wurde eine Zusammensetzung im Bereich Picotit und Mg-Herzynit bestimmt. Die Dunit-Lagen im basalen Anteil des Komplexes führen Spinelie mit Cr₂O₃-Gehalten bis zu 30 Gew-%. Chromerz-Konzentrationen fehlen jedoch, was auf die fraktionierte Kristallisation von Klinopyroxen (und Entstehung Cr-Restschmelzen) an Stelle von Olivin, als Folge der bei relativ hohem Druck (8 kbar) erfolgten Intrusion, zurückzuführen ist. Die Beziehungen zwischen Sauerstoffpartialdruck und Spinell- und Silikat-Zusammensetzung zeigen den bedeutendenfO₂-Einfluß auf den stratigraphischen Aufbau der einzelnen Gesteinslagen und auf die fraktionierenden Kristallisationsvorgänge. Die schwankendenfO₂-Werter stehen in Zusammenhang mit den ebenfalls variierenden auf das Magma wirkenden Drücken.Es ist anzunehmen, daß Chromerzkonzentrationen nur in geschichteten Intrusivkomplexen vorkommen, die sich unter niederem Druck bzw. in einer oberflächennahen Magma-Kammer bildeten, und nicht in jenen, die tiefer intrudierten und bei hohem Druck kristallisierten. Von großer Bedeutung für die Bildung von Chromerzlagerstätten ist also das geotektonische Milieu der Intrusion.

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With 7 Figures     

Mineralogy and mineral chemistry of snow filter residues in the vicinity of the nickel-copper processing industry, Kola Peninsula, NW Russia

Summary Fifteen snow samples were collected at the end of the 1995/96 winter in the vicinity (1.5–8 km) of the copper-nickel processing plants at Zapoljarnij, Nikel and Monchegorsk on the Kola Peninsula, NW Russia. Polished sections were made from the snow filter residues for microscopic and qualitative and quantitative electron microprobe investigations. Particles in snow are derived from either geogenic¹, or technogenic sources². Ore particles from two different Ni-Cu deposits can be identified in the snow: i) local Pechenga ore and ii) imported ore from Norilsk-Talnakh. Technogenic particles consist of a wide spectrum of sulphides (Ni-Cu-Fe-Co), oxides (Fe-Ni-Cu), metallic phases and alloys (Ni-Cu-Fe-Co), as well as slag particles and coke. Differences in the processing technologies used in the three plants (e.g. roasting, smelting to Cu-Ni matte, converting, refining) can be deduced from the mineralogy of the particulate emissions. The mineralogy of particulate matter in snow is characteristic for each emitter and can thus be used to fingerprint different sources. PGE-bearing sulphides (pentlandite with 0.2–0.3 wt% Pd) have been observed in the particulate emissions from Zapoljarnij and discrete PGE-phases at Monchegorsk.

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Mineralogie und Mineralchemie von Schnee-Filtraten aus dem Bereich der NickelKupfer Kombinate der Kola-Halbinsel, NW Rußland

Zusammenfassung Fünfzehn Schneeproben wurden in der Nähe (1.5–8 km) von Kupfer-Nickel-Minen und Mitten in Zapoljarnij, Nikel und Monchegorsk auf der Halbinsel Kola, NW Rußland, am Ende des Winters 1995/96 genommen. Anschliffe von Schneefilterrückständen wurden für die mikroskopischen Untersuchungen Bowie für qualitative und quantitative Mikrosondenanalytik angefertigt. Die in den Anschliffen beobachteten Phasen sind teils geogener¹, teils technogener² Herkunft. Die geogenen Partikel sind Teil der lokalen Staubemissionen (Pechenga Ni-Cu-Tagebaue, Transport und Aufbereitung von Erzen). Die technogenen Partikel repräsentieren ein breites Spektrum unterschiedlich zusammengesetzter Sulphide (Ni-Cu-Fe-Co), Oxyde (Fe-Ni-Cu), metallischer Phasen und Legierungen (Ni-Cu-Fe-Co), sowie Schlacke-Partikel und Koks. Variationen der Zusammensetzung und im Auftreten dieser Phasen ermöglichen Rückschlüsse auf die im Prozess eingesetzten Erze und auf verschiedene Stadien der Prozesstechnik (z.B. Rösten, Schmelzen auf Cu-Ni Stein, Konvertieren auf Cu-Ni Feinstein, Raffinieren) in den lokalen Haupternittenten. Ausserdem konnten PGE-führende Sulphide (Pentlandit mit 0.2–0.3 Gew% Pd) und separate PGE-Phasen in den partikulären Emissionen von Zapoljarnij and Monchegorsk identifiziert werden.

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With 8 Figures     

Studies of unconsolidated sediments

Zusammenfassung Die Technik der Imprägnierung locker gefügter Sedimente mit Kunststoffen zur Herstellung orientierter Dünnschliffe für Gefügestudien wird beschrieben. Die Orientierung des Quarzgefüges von durch Wind- und Wasserwirkung gebildeten Rippelmarken wurde in dieser Weise untersucht und verglichen. Die durch Wasserströmungen gebildeten Rippel zeigen einen höheren Grad und einen etwas anderen Gesamtcharakter der Regelung. Die Unterschiede in der Größenverteilung der Quarzkörner in den beiden Arten von Rippelmarken gehen klar aus Mikrophotographien hervor.

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With 6 figures     

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

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

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

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

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With 6 Figures     

Laborversuche zum Abbau von Biotit

Zusammenfassung Laborversuche zum Abbau von Biotit und Umbau zu Montmorillonit, Vermiculit oder einer Vermiculit-Chlorit-Wechsellagerung wurden bei pH-Werten von 3,0, 6,0 und 9,8 durchgeführt, wobei sowohl im reduzierenden als auch im oxidierenden Milieu gearbeitet wurde. Aus den Untersuchungsergebnissen kann geschlossen werden, daß durch einen stärkeren Abbau der Oktaeder-Schicht im Verhältnis zum Gesamt-Abbau in saurem Milieu gegenüber basischem die Bildung von Vermiculit bis Chlorit-Vermiculit-Wechsellagerungen gefördert wird. Verstärkt wird dabei die Tendenz zur Chlorit-Bildung durch eine Durchströmung des Biotits. Die Entstehung eines Montmorin-Minerals (eines trioktaedrischen Beidellits) ist nur im basischen Milieu bei stagnierenden Lösungen möglich. Ein Einfluß reduzierender Bedingungen auf den Abbau von Biotit war nur im sauren Bereich festzustellen. In diesem Falle wurde der Abbau erheblich verstärkt. Als eine Hauptursache für die unterschiedliche Auflösung des Biotits unter den verschiedenen Bedingungen kann die Bildung oder das Fehlen einer Eisenhydroxid-Schutzschicht angesehen werden. Durch das Entstehen einer solchen Schicht kann der Abbau behindert werden. Wichtig ist weiterhin die Anwesenheit von Kationen, die den Kalium-Austausch fördern. In verdünnten Lösungen von Ca, Mg und Al konnte in einmonatigen Versuchen aus Hydrobiotit ein Montmorin-Mineral hergestellt werden.Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen stimmen gut mit den bisher gemachten Beobachtungen an Biotitumwandlungen in Böden überein.

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Laboratory experiments on weathering phenomena in biotite

Treatment of biotite with solutions of different pH (3.0; 6.0; 9.8) in oxidizing environs showed, that under more acid conditions with good drainage of the solution through the biotite the alteration to vermiculite or even a vermiculite-chlorite interlayer is favoured, while the formation of montmorillonite from biotite can only take place in stagnant basic solutions. An accelerating influence of reducing environs in respect to the dissolution of biotite could only be stated at low pH. The more or less complete formation or the absence of Fe(OH)₃layers, which can help to protect the biotite from being dissolved, is regarded as one reason for the different alterations of biotite.Montmorillonite was easily prepared from hydrobiotite by treatment with 0.02 — n solutions of Ca, Mg and Al.

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Herrn Professor Dr. Dr. hc. C.W. Correns und Herrn Dozent Dr. E. Althaus, Karlsruhe danke ich für Anregungen und Diskussionen. Frau E. Bayer, Karlsruhe, danke ich für die Anfertigung der chemischen Analysen, Herrn Dr. R. Emmermann, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Überlassung des Biotits aus dem Albtal-Granit mitsamt der chemischen Analyse und Herrn Dr. W. Lücke, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Atomabsorptions-Bestimmungen.     

Pyroxenes and olivines as indicators of the petrological evolution of the Ivrea-Verbano basic formation (Italian Western Alps)

Summary Microprobe analyses of olivines, orthopyroxenes and clinopyroxenes of the Ivrea-Verbano basic formation reveal that in the Balmuccia Periodotites (regarded as residual mantle) the phases are more magnesian than in the overlaying ultramafic-mafic series (interpreted as a cumulitic complex formed by fractionation of mantle-derived magma).Pyroxenes underwent sub-solidus re-equilibration. Whole phase (host + exsolved lamellae) compositions give a temperature in the range 946°C–1236°C, compatible with the igneous crystallisation. The compositions of the host phases give temperatures in the range 712°C to 919°C, indicating that the samples did not attain the same degree of equilibrium during the sub-solidus unmixing. The sub-solidus unmixing of the pyroxenes may have occurred either during the superimposed granulite-facies metamorphism or during the slow cooling of the complex intruded into deep crustal levels.

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Pyroxene und Olivine als Indikatoren der petrologischen Entwicklung der basischen Formation von Ivrea-Verbano (Italienische Westalpen)

Zusammenfassung Mikrosondenanalysen von Olivinen, Orthopyroxenen und Klinopyroxenen der basischen Formation von Ivrea-Verbano zeigen, daß in den Balmuccia Peridotiten (die als residuales Mantelmaterial angesehen werden) die Phasen Mg-reicher sind als in den überlagernden ultramafischen bis mafischen Serien (die als Kumulationskomplex gedeutet werden, der durch Fraktionierung eines aus dem Mantel stammenden Magmas gebildet wurde).Die Pyroxene wurden unter Subsolidus-Bedingungen reequilibriert. Die Zusammensetzungen der Gesamtphasen (Wirt + Entmischungslamellen) geben Temperaturen im Bereich von 946–1236°C, was mit einer magmatischen Kristallisation verträglich ist. Die Zusammensetzungen der Wirt-Phasen geben Temperaturen im Bereich von 712–919°C an, was anzeigt, daß die Proben während der Subsolidus-Entmischung nicht denselben Grad der Equilibirierung erreichten. Die Subsolidus-Entmischung der Pyroxene kann entweder während der überlagerten Metamorphose in Granulitfazies oder während der langsamen Abkühlung des in tiefe Krustenschichten intrudierten Komplexes geschehen sein.

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With 4 Figures     

Lawsonite-bearing eclogitic metabasites in the Cazadero area, northern California

Summary In the Cazadero area, northern California, Lawsonite-bearing eclogitic metabasites occur in association with glaucophane schists. Lawsonite-bearing eclogitic metabasites are coarse-grained, and characteristically lack albite. Representative mineral assemblages are; (1) garnet + omphacite + Lawsonite + epidote + glaucophane + chlorite + quartz, (2) garnet -F- omphacite + Lawsonite + pumpellyite + glaucophane + actinolite + quartz, (3) garnet + omphacite + Lawsonite + pumpellyite + epidote + glaucophane + quartz. They can be represented on an A1₂O₃-Fe₂O₃-MgO-Na₂O diagram in which all minerals are projected from quartz, Lawsonite, almandine garnet, and H₂O-predominant fluid. On the basis of the garnet-clinopyroxene geothermometry and phase relations, the metamorphic conditions for the formation of Lawsonite-bearing eclogitic metabasites are estimated at 360-445 °C and more than 9 ± 1 kbar. Lawsonite-bearing eclogitic metabasites formed near the univariant curve albite = jadeite +quartz. A petrogenetic grid constructed by Schreinemakers' method shows that the Lawsonite-bearing eclogitic metabasites in the Cazadero area formed under transitional P-T conditions between those of the garnet-bearing glaucophane schists in New Caledonia and lawsonitebearing eclogitic metabasites in Corsica.Zusammenfassung Im Gebiet um Cazadero, Nordkalifornien, kommen Lawsonit-führende eklogitische Metabasite in Assoziation mit Glaukophanschiefern vor. Den grobkörnigen Lawsonitführenden Metabasiten fehlt charakteristischerweise Albit. Repräsentative Mineralparagenesen sind: (1) Granat + Omphacit + Lawsonit + Epidot + Glaukophan + Chlorit + Quarz, (2) Granat + Omphacit + Lawsonit + Pumpellyit + Glaukophan + Aktinolith + Quarz, (3) Granat + Omphacit +Lawsonit + Pumpellyit + Epidot + Glaukophan + Quarz. Sie lassen sich in einem A1₂O₃-Fe₂O₃-MgO-Na₂O Diagramm, in dem alle Minerale von Quarz, Lawsonit, Almandin-reichem Granat und einem H₂O-dominierten Fluid projiziert werden, darstellen. Die Metamorphosebedingungen der Lawsonitführenden eklogitischen Metabasite werden auf Grund von Granat-Klinopyroxenthermometrie und der Phasenbeziehungen mit 360-445°C und mehr als 9 ± 1 kbar abgeschätzt. Die Lawsonit-führenden eklogitischen Metabasite bildeten sich nahe der univarianten Reaktion Albit = Jadeit +Quarz. Ein petrogenetisches Netz, konstruiert nach der Schreinemakers Methode, zeigt, daß die P-T Bedingungen der Lawsonitführenden eklogitischen Metabasite im Gebiet von Cazadero im übergangsbereich zwischen jenen von Granat-führenden Glaukophanschiefern in Neukaledonien und Lawsonit-führenden eklogitischen Metabasiten in Korsika liegen.

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Lawsonit-führende eklogitische Metabasite im Gebiet um Cazadero, Nordkalifornien

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With 9 Figures     

Mineralogy of the Permian laterite of Northwestern Iran

Summary Laterite horizons of Permian age in NW Iran contain diagenetic and low grade metamorphic minerals. Chloritoid is ubiquitous in the metamorphic mineral assemblages. The chemical compositions of three meta-laterites satisfy the conditions for the formation of chloritoid. The comparison of the metamorphic mineral assemblages with experimental data indicates an equilibration temperature not exceeding 375–400°C.

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Zur Mineralogie permischer Laterite in Nordwest-Iran

Zusammenfassung Permische Laterithorizonte in Nordwest-Iran enthalten diagenetische und schwach metamorphe Minerale. Chloritoid kommt in den metamorphen Mineralparagenesen überall vor Die chemischen Zusammensetzungen dreier Metalaterite erfüllen die Bedingungen für die Bildung von Chloritoid. Der Vergleich der metamorphen Mineralvergesellschaftungen mit experimentellen Daten weist auf eine Gleichgewichtseinstellung bei einer Temperatur von nicht über 375–400°C hin.

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With 2 Figures     

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

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

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

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With 8 Figures     

PGE mineralization in the western sector of the eastern Bushveld Complex

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

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PGE-Vererzung im westlichen Sektor des östlichen Bushveld-Komplexes

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

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With 7 Figures     

Sur quelques concentrations plombo-zinciferes du devonien inferieur du massif schisteux rhenan

Zusammenfassung The Lower Devonian of the Rhine Schist Massif is characterized by a fine detrital sedimentation which reflects a coastal plain environment located between the Old Red Sandstone continent in the N and the marine Bohemian Facies in the SE. Mineralisations are located within these coastal-plain sediments, especially in fractured horizons topped by pelitic and floored by sandy sediments of Sieg Emsian age. The mineralised localities occur in three zones: the districts of Bensberg, Eitorf and Mayen. The Lüderich locality (Bensberg) is the most important having approximately one million tons of Zn and Pb metal. It is localised within a zone having marked sedimentary characteristics since the Siegenian. Mineralisation occurs as penecontemporaneous lenses, fracture fillings etc, formed at abnormal contacts between lithological units having different competance during Siegenian and Lower Emsian deformation. However, locally there is lateral transition between the upper units of the sandy channel series and the lower units of the pelitic swamp facies. Vertical extension of mineralisations is strictly limited to the tectonic contact zone between the Odenspiel Sandstone and the Bensberg pelites. Study of mineralisations at various levels (mapping, morphology, structure, paragenetic and geochemical) leads to the formulation of a genetic model requiring complex fracturation at the contact between contrasting lithologies and preferential drainage through these fractured zones; metals are trapped on the sandstone floor, the pelitic roof trapping the vadose hydrothermal solutions. These basic controls seem to apply throughout the Bensberg, Eitorf and Mayen districts. On a more regional scale the age variations of the gangue sediments reflects a lateral displacement of red/grey facies limits due to coastal evolution. Thus one may demonstrate a type of mineral occurrence whose model may be that of epigenetic reconcentration within fractures affecting syngenetic geochemical anomalies.Zusammenfassung Das Unterdevon des Rheinischen Schiefergebirges wird durch eine feinkörnige detritische Sedimentation gekennzeichnet. Die Verteilung dieser detritischen Sedimente widerspiegelt eine flache Küstenlandschaft zwischen dem Kontinent des Unterrotliegenden im Norden und des Meeres mit der Böhmischen Fazies im Südosten. In diesen Schichten befinden sich gangförmige Vererzungen, die in Bruchzonen auftreten, die ein pelitisches Hangendes und ein sandsteinreiches Liegendes vom Siegen-Ems Alter haben. Die Lagerstätten kommen in drei Bezirken vor: Der Bensberger Bezirk, der Bezirk Eitorf und der Bezirk Mayen. Die Lagerstätte Lüderich (Bensberger Revier) ist die größte (ungefähr eine Million Tonnen Metall Zink+Blei). Sie befindet sich in einer Zone, in der schon in der Siegen-Stufe bemerkenswerte sedimentäre Strukturen auftreten. Die Vererzung tritt als penekonkordante Linsen, Gänge, Stockwerke in tektonischen Kontaktzonen auf. Diese Kontaktzonen befinden sich zwischen 2 verschiedenen sedimentären Einheiten, deren Gesteinseigenschaften sehr verschieden sind. Es handelt sich um Pelite mit Sandstein-Einschaltungen einerseits, die zur unteren Emsstufe gehören sollen und um fluviatile Sandsteine andererseits, die zur oberen Siegenstufe gehören sollen. Lokal ist ein lateraler Übergang durch Faziesänderung von den oberen Sandsteinen in die unteren Pelitschichten jedoch nicht unmöglich. Die Sandsteine vertreten einen fluviatilen Sedimentationsbereich, die Pelite einen sumpfigen Sedimentationsbereich. Die Vererzung (mit einer vertikalen Ausdehnung ungefähr von 300 m) tritt nur im Bereich der Kontaktzone zwischen den Odenspieler Sandsteinen und den Peliten der Unteren Bensberger Schichten auf. Die Resultate der Kartographie, der morphologischen Studie der Erzkörper, der Struktur und der Paragenese führen zu einem genetischen Modell. Dabei spielt die Anwesenheit einer Bruchstruktur an der Grenze zwischen 2 Bereichen mit verschiedenen lithologischen Eigenschaften eine Hauptrolle für die Konzentration der im Hangenden fein verteilten Metalle. Die hydrothermalen Lösungen kommen demnach nicht von der Teufe, sondern aus dem Nebengestein. Im ganzen Bensberger Erzrevier wie in der Gegend von Eitorf und in der Gegend von Mayen finden wir dieselben Leitfäden für die Vererzung in den Lagerstätten und Vorkommen. Beobachtet man die ganze Provinz, dann merkt man, daß die Altersverschiedenheiten in den Nebengesteinen der verschiedenen Lagerstätten eine geographische Wanderung der Faziesgrenze zwischen rot und grau in dieser küstennahen Ebene Widerspiegeln. Die verschiedenen Vorkommen und Lagerstätten treten immer in unmittelbarer Nähe dieser Grenze auf. Die Eigenschaften dieser Lagerstätten weisen auf eine Bildung durch eine epigenetische Umlagerung in eine gangförmige Bruchstruktur hin.     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

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

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

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

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

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With 9 Figures     

Sedimentpetrologische Untersuchungen an den jungtertiären Tonmergelserien der Molassezone Oberösterreichs

Zusammenfassung Die Oligozänen und Miozänen Tonmergel der Molassezone Oberösterreichs sind flachmarine und limnisch-fluviatile Feinkornsedimente. Als überwiegend alpine Abtragungsprodukte wurden sie vornehmlich in der Sedimentationshauptphase der Molasse abgesetzt, die mit dem marinen Schichtkomplex der Tonmergelstufe im Rupel ihren Anfang nimmt und über die tektonisch stärker beeinflußten Ablagerungen im Chatt und Aquitan bis ins Helvet andauert, wo sie mit den pelitischen Sedimenten der Innviertler Serie einen Abschluß findet.Die Tonmergel sind Silten nahestehend: Ihre Mittelwerte im Bereich von Mittel- und Feinsilten, die durchwegs schlechte Sortierung und überwiegend positive Schiefen in Verbindung mit den Einstufungen nach der CM-Norm sind Hinweise auf flachmeerische Sedimentationsbedingungen und den bewegten Uferfernbereich, in dem Ablagerungen aus gleichförmig zusammengesetzten Suspensionen überwiegen.Der Mineralbestand der Proben umfaßt an Tonmineralien bevorzugt Muskovit (Illit), dann Chlorit, Montmorillonit und Kaolinit, die mit untergeordneten mixed-layer-Phasen in Abhängigkeit von der Position im Molassebecken und den lokalen Überlagerungsmächtigkeiten verbreitet sind. Dazu kommen an Karbonaten Calcit und Dolomit in wechselnden Anteilen, sowie Quarz, Faldspäte und der Schwermineralbestand, die insgesamt auf das alpine Orogen als Einzugsbereich der Sedimente verweisen und mit dem Verlauf der Erosionstätigkeit im Alpenraum in Übereinstimmung stehen.Eine Betrachtung zur Verbreitung von Seltenen Elementen in den Tonmergeln wurde den Untersuchungen angeschlossen.

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Sedimentological investigations of the tertiary shale complex of the Molasse zone, upper Austria

Summary The shales of the Upper Austrian Molasse, Oligocene and Miocene in age, represent fine-grained sediments of shallow marine and limnic-fluviatile environments. As products of Alpine erosion they have largely been deposited during the main sedimentary process of the Molasse. This main process was initiated by the deposition of the Rupelian shales and went through Chattian and Aquitanian, both characterized by tectonically influenced sediments, and lasted until the Helvetian deposition of pelitic sediments of the Innviertel formation.The shales are close to silts: their mean sizes lie in the range of medium—to fine-grained silts. The constantly bad sorting, as well as the predominantly positive skewness in connection with a classification according to the CM-standard are indications of the conditions of sedimentation in shallow marine environment, where sediments of uniform suspensions prevail.The mineral content of muscovite (illite), chlorite, montmorillonite and kaolinite, with subordinate mixed-layers is dependant upon the position within the Molasse basin and on the local superimposition. In addition there are calcite, dolomite in varying ratios, quartz, felspars and heavy minerals which shed light upon the area of Alpine erosion.The distribution of minor elements within the shales is discussed.

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Mit 11 Abbildungen     

Trace element geochemistry of paleozoic amphibolites from S. W. Spain

Summary Mid-grade low P/high T Paleozoic amphibolites from Acebuches (S. W. Spain) represent a mostly isochemically metamorphosed basaltic suite which is partly cumulative and partly differentiated. They have chemical compositions and element variations similar to ocean-floor tholeiites. The amphibolites may be related to the early stages of rapid rifting during the formation of the Variscan belt.

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Geochemie der Spurenelemente in Paläozoischen Amphiboliten aus Südwest-Spanien

Zusammenfassung Amphibolite mittleren Metamorphose-Grades (niedrige Drucke, hohe Temperaturen) von Acebuches, Südwest-Spanien, repräsentieren eine weithin isochemisch metamorphosierte Abfolge von Basalten, die teils differenzierte und teils Cumulus-Gesteine waren. Chemismus und Element-Variationen entsprechen den Tholeiiten von Ozeanböden. Diese Amphibolite können den Frühstadien intensiver Grabenbildung im Zuge der Entstehung des Varistischen Gürtels zugeordnet werden.

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With 1 Figure     

Das Vorkommen von Sapphirin im Peridotitkörper von Finero (Zone von Ivrea,Italienische Westalpen)

Zusammenfassung Im Peridotitkörper von Finero wurde zum ersten Mal in den Alpen Sapphirin im anstellenden Gestein gefunden. Das Mineral tritt gesteinsbildend auf in einer schmalen Übergangszone zwischen Hornblendeperidotit und Hornblende-Pyroxenfels im Innern des Peridotitkörpers. Der Pauschalchemismus dieser Zone zeichnet sich durch niedrigen Kieselsäuregehalt bei gleichzeitig hohen Magnesium und Aluminiumgehalten aus (ariégitischer Chemismus). Begleiter des Sapphirins sind Enstatit und Spinell oder Enstatit und Pyrop, dazu treten paragasitische Hornblende, eisenarmer Diallag und Bytownit. Aus der Untersuchung der Peridotite der Ivreazone folgt, daß der Peridotitkörper von Finero einer intensiven Umkristallisation in hornblendegranulitischer Fazies unter Einfluß einer fluiden, alkalihaltigen Phase unterworfen war. Das Ausgangsmaterial dürften Granatperidotite gewesen sein, der heutige Mineralbestand entspricht der Fazies der Spinell-Hornblendeperidotite. Die Sapphirinparagenese wird in diesem Zusammenhang als Ungleichgewichtsparagenese in einer Zone unvollkommener Umkristallisation gesehen, der Sapphirin selbst wird als Zwischenphase in einem bestimmten Stadium beim Übergang aus dem Mineralbestand der Granatperidotit-Fazies in den Mineralbestand der Spinellperidotit-Fazies gedeutet.

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The occurence of sapphirine in the ultramafic complex of Finero (Zone of Ivrea, Western Italian Alps)

Sapphirine is found as a rock-forming mineral in a small layer between peridotitic and pyroxenitic rocks in the interior of the ultramafic complex of Finero. Chemically, this layer is characterized by low contents of silica combined with very high contents of both, magnesia and alumina. Sapphirine occurs together with enstatite and spinel or enstatite and pyrope, further constituents of the paragenesis are pargasite, aluminous diopside and bytownite. The rocks of the ultramafic complex are considered being the result of a recrystallisation in the hornblendegranulitic facies. In this context, the sapphirine-bearing layer represents a paragenesis of non-equilibrium in a zone of incomplete recrystallisation. Sapphirine is interpreted as an intermediate phase, appearing during the transition from the garnet-peridotite facies into the spinel-peridotite facies.

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Die Untersuchung des Sapphirinvorkommens von Finero ist ein Teil einer größeren Forschungsarbeit des Verfassers über die Ultramafitite der Zone von Ivrea, welche als Teil des Unternehmen Erdmantel durchgeführt worden ist. Der Verfasser dankt der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Förderung seiner Arbeiten im Rahmen dieses Schwerpunktprogrammes.