Carbonatite dykes at bayan Obo,inner Mongolia,China

Summary Calcite-rich dykes occur in the thrust fold belt near the Bayan Obo rare earth element (REE) deposit. They cut a thrust inlier of granitic migmatite within folded Bayan Obo Group sediments of Proterozoic age. Cathodoluminescence, X-ray fluorescence and microprobe studies show that the rock is a calcite carbonatite with Sr-Mn-bearing calcite, magnesio-riebeckite, apatite, pyrochlore, K-feldspar and biotite. One dyke was chosen for detailed analysis. Its margin is strongly REE-mineralized with much monazite developed adjacent to zoned apatite. Secondary alteration is marked by the introduction of Fe and Mn. The adjacent migmatite is fenitized to a magnesio-riebeckite-albite rock. The sedimentary dolomite of the Bayan Obo Group is composed mainly of Mn-Sr-RE-hearing ferroan dolomite and contains bands of opaque grains, apatite, monazite, fluorite and taeniolite. Many trace element and isotope similarities between the carbonatite dyke and the sedimentary dolomite are revealed, and the evidence supports the possibility that the dolomite is a dolomitized carbonatite tuff. The Bayan Obo REE mineralization also shows geochemical similarities with the mineralization seen in the carbonatites, and a possible genetic connection is presented.

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Die Karbonatit-Gänge von Bayan Obo, Innere Mongolei, China

Zusammenfassung Kalzit-reiche Gänge kommen im Faltengürtel in der Nähe der Seltenen-Erd-Lagerstätte Bayan Obo vor. Es handelt sich um hellbräunliche, 1–2 m mächtige Gänge, die migmatitische Orthogneise von granitischer Zusammensetzung innerhalb der gefalteten Sedimente der Bayan Obo Gruppe durchsetzen. Chemische Daten, die auf Kathoden-Lumineszenz, Röntgen-Fluoreszenz und Mikrosondenuntersuchungen beruhen, zeigen, daß es sich hier um einen Kalzit-KazhooudimdSr-Mo-führeodem Kalzit, Magnesio-Riebeckit Apatit, Pyrochlor Alkalifelds und Biotit handelt. Einer dieser Gänge wurde für eine eingehende Untersuchung ausgewählt. Seine randlichen Partien sind stark mit SEE mineralisiert, und viel Monazit kommt in der Nähe von zonar gebautem Apatit vor. Sekundäre Umwandlung wird durch die Zufuhr von Fe und Mn markiert. Der benachbarte Migmatit ist fenitisiert und dadurch in ein Magnesio-Riebeckit-Gestein umgewandelt. Der sedimentäre Dolomit der Bayan-Obo-Gruppe besteht hauptsächlich aus Mn-Sr-SE-führenden eisenhaltigen Dolomit und enthält Lagen von opaken Mineralen, Apatit, Monazit, Fluorit und Taeniolit. Karbonatitgänge und der sedimentäre Dolomit zeigen Ähnlichkeiten, was den Spurenelementgehalt und die isotopische Zusammensetzung betrifft. Diese Daten weisen auf die Möglichkeit hin, daß der Dolomit ein dolomitisiert Karbonatit-Tuff ist. Die SEE-Vererzung von Bayan Obo zeigt auch geochemische Ähnlichkeiten mit der Vererzung der Karbonatite, und ein möglicher genetischer Zusammenhang wird diskutiert.

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With 16 Figures     

Dolomitization and the genesis of the Woodcutters lead-zinc prospect,Northern Territory,Australia

The Woodcutters L. 5 lead-zinc prospect in the Northern Territory, Australia, occurs in the Golden Dyke Formation, a sequence of carbonaceous siltstone, dolomite, and greywacke forming part of the Lower Proterozoic Goodparla Group, which was deposited on an Archaean granitic basement. An attempt has been made to show how those factors which are considered to have been significant in the formation of dolomite were also important in the genesis of the Woodcutters deposit. These factors are: 1. An evaporitic environment which favoured dolomite formation concentrated lead and zinc in the overlying solutions. 2. The base metals were further concentrated, and fixed in the sediments, by co-precipitation with the precursors of dolomite, Mg-calcite and/or aragonite. 3. The formation of dolomite during diagenesis resulted in either a structural change if the precursor was aragonite, or an ordering if the precursor was Mg-calcite. The dolomite could not accommodate the relatively large amount of base metal associated with its precursors, and as a consequence, during dolomitization these were released to the pore solutions. The metals in the pore solutions possibly complexed with organic materials such as those from the degradation of algal protein, and so remained in solution during lithification. During folding, the metal-enriched solutions were transported to fractures, and metal sulphides precipitated when the organic complexes became unstable. After lithification the carbonate-quartz-sulphide veins were zones of weakness along which shearing took place, probably over a considerable period of time. This shearing, as well as slight rise in temperature, resulted in fracturing, recrystallization, and reaction between the first-formed simple sulphides to produce the ore in its present form.

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Zusammenfassung Die Woodcutters L. 5 Blei-Zink-Lagerstätte im Northern Territory, Australien, tritt in der Golden Dyke Formation auf, die aus kohlenstoffhaltigem Siltstein, Dolomit und Grauwacke besteht. Dieselbe bildet einen Teil der Unter-Proterozoischen Sedimente der Goodparla group, welche auf einem Archaischen Granit-Untergrund abgelagert wurden. In dieser Arbeit ist der Versuch gemacht worden, zu zeigen, wie diese Faktoren, welche also wichtig in der Bildung von Dolomit betrachtet werden, auch bedeutend in der Genesis der Woodcutters Lagerstätte waren. Diese Faktoren sind: 1. Die evaporitische Umgebung, welche die Bildung von Dolomit begünstigt, konzentriert ebenfalls Blei-Zink in den darüberliegenden Lösungen. 2. Die Metalle wurden weiter angereichert und mit den Sedimenten durch Co-Precipitation mit den Vorläufern des Dolomits, Mg-Calcit oder Aragonit, verbunden. 3. Die Bildung von Dolomit während der Diagenese führte entweder zu einem strukturellen Wechsel, wenn Aragonit der Vorläufer war, oder zu einem Einbau im Falle von Mg-Calcit. Der gut geordnete Dolomit war nicht in der Lage, die verhältnismäßig große Menge von Blei-Zink, verbunden mit seinen Vorläufern, zu behalten und demzufolge wurden diese während der Dolomitisierung an die Porenlösungen abgegeben. Die Metalle in den Porenlösungen, möglicherweise zusammengesetzt mit organischem Material, wie diejenigen von der Degradation von Algen Protein, verblieben löslich während der Konsolidation. Während der Faltung wurden die mit Metall angereicherten Lösungen zu Spalten transportiert und als Metall-Sulphide niedergeschlagen, als die organischen Komplexe instabil wurden. Nach der Verfestigung wurden die Karbonat-Quarz-Sulphid-Gänge Schwächezonen, entlang denen Scherung stattfand, wahrscheinlich über eine große Zeitspanne hinweg. Sowohl diese Scherung als auch ein leichter Temperaturanstieg verursachten Brüche, Rekristallisationen und Reaktion zwischen den zuerst geformten einfachen Sulphiden, um das Erz in seiner jetzigen Form zu bilden.

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Published by permission of the Director, Bureau of Mineral Resources, Geology and Geophysics, Canberra, Australia.     

Neuerkenntnisse über die Genese der Fahlerzlagerstätte Schwaz (Tirol)

Zusammenfassung Im Rahmen einer Neubearbeitung der Grubenbaue des Schwazer Bergrevieres (Tirol, Österreich) war es möglich, erstmals in diesem Abschnitt schichtgebundene Fahlerzmineralisationen im Bereiche des devonischen Schwazer Dolomits zu erfassen und über 3 km weit im Streichen als horizontbeständig auftretend nachzuweisen. Die Mineralisation tritt dabei bevorzugt an Flachwassersedimente gebunden auf. Bezüglich der Verfaltungen sowie der tektonischen Verstellungen konnte ein prädeformativer Vererzungsablauf gezeigt werden. Zudem war es möglich, die diskordanten Erzkörper einem einheitlichen (stratigraphisch tieferen) Stockwerk des Schwazer Dolomits zuzuordnen. Durch das Auffinden der gradierten "Rotlaminite" war eine stratigraphische "oben-unten"-Bestimmung eines Teiles der Dolomitschollen möglich. An Hand der Gefügeanalyse konnte eine chronologische Einstufung der auftretenden Scherflächen erarbeitet werden. Erstmals konnte der Beweis für eine bronzezeitliche Schurftätigkeit im Bereiche des Schwazer Dolomits westlich der Wildschönau erbracht werden.

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One result of this present revision of the mines of the Schwazer mining district (Tyrol, Austria) was the discovery of stratabound "Fahlerz"-deposits (Schwazite, Tetrahedrite) in the Devonian "Schwazer Dolomite" — for the first time in this region — and the proof of its strike within certain horizons for more than three kilometres. This mineralization is bound primarily to shallow water sediments. It was possible to show a predeformative process of mineralization as far as axial folds and tectonic faults are concerned. Furthermore it was possible to attach these inconformable deposits to a homogeneous, stratigraphically deeper layer of the "Schwazer Dolomite". The discovery of graded "Rotlaminite" made a stratigraphical "high-low"-classification of some parts of dolomite blocks possible. A chronological classification of the appearing faults could be worked out with the help of fabric analysis. For the first time a proof was adduced for Bronze Age mining in the region of the "Schwazer Dolomite" west of the "Wildschönau".

     

Experimentelle Magnesitbildung aus Dolomit+MgCl2

Zusammenfassung Es wurde die Arbeitshypothese entwickelt, daß die Mg-Metasomatose, die zur Bildung von Spatmagnesitlagerstätten führte, in chloridischer Lösung erfolgte. Deshalb wurde die Reaktion CaMg(CO₃)₂ (Dolomit)+MgCl₂ (gelöst) MgCO₃ (Magnesit)+CaCl₂ (gelöst) experimentell untersucht. Dieses Reaktionsgleichgewicht ist trivariant; die Gleichgewichtstemperatur wird bestimmt durch den Druck der fluiden Phase, durch die Gesamtkonzentration an gelöstem Salz und durch das Ca-Mg-Verhältnis der Lösung.Die Versuche haben ergeben, daß (im untersuchten Temperaturbereich von 200–400° C, P _f=2000 Bar) bei einem bestimmten Angebot an MgCl₂ bei höheren Temperaturen mehr Magnesit aus Dolomit gebildet wird als bei niedrigen. Um z.B. bei 200° C aus einer vorgegebenen Dolomitmenge quantitativ Magnesit zu bilden, wird das 2 1/2fache der Menge an MgCl₂ benötigt, die bei 400° C für quantitative Magnesitbildung erforderlich ist. Hohe Temperaturen begünstigen also die Magnesitbildung. — Die durchgeführten Experimente vermögen nicht nur die Magnesitbildung aus Dolomit, sondern auch die Redolomitisierung von Magnesit gut zu erklären.

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A working hypothesis, that MgCl₂ solution brings about the magnesium metasomatism giving rise to the coarse grained magnesite deposits (Spatmagnesitlagerstätten), was set up. The reaction CaMg(CO₃)₂ (Dolomite)+MgCl₂ (dissolved) MgCO₃ (Magnesite)+CaCl₂ (dissolved), bearing on this process, was experimentally investigated. This reaction represents a case of trivariant equilibrium; the equilibrium temperature being determined by the following parameters: the fluid pressure, the total concentration of the dissolved salts and the Ca Mg ratio in the solution.It was found that within the limits of the experimental conditions (P _f=2000 bars, Temp.: 200–400° C), more magnesite is formed out of dolomite at higher temperature if the amount of MgCl₂ is kept constant. For instance, for a total transformation of dolomite to magnesite at 200° C 2 1/2 times the amount of MgC1₂ is required as compared to the amount needed for the same reaction at 400° C. In other words, higher temperatures favour the formation of magnesite. The investigations carried out do not only explain the origin of magnesite from dolomite but also the reversed process of redolomitisation of magnesite.

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler danke ich herzlich für sein Interesse an dieser Arbeit und für wertvolle Kritik. Die benutzten Apparaturen wurden Herrn Prof. Winkler von der Deutsehen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Für die Arbeitsmöglichkeit an diesen Apparaturen sei ebenfalls gedankt.     

Neutron diffraction refinement of the crystal structure of aragonite

Summary The crystal structure of aragonite (a=4.9611(4),b=7.9672(6),c=5.7407(4) Å, cell content: 4×CaCO₃, space group:Pmcn) was refined with 1180 neutron diffraction data toR _w =0.014 The atomic parameters of earlier X-ray refinements were essentially confirmed, but were now determined with considerably higher accuracy. The aplanarity of the carbonate group is 0.0280(5) Å, a value greater by 0.010 Å than that in dolomite.

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Neutronenbeugungsverfeinerung der Kristallstruktur des Aragonits

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Aragonits (a=4,9611(4),b=7,9672(6),c=5,7407(4) Å, Zellinhalt: 4×CaCO₃, Raumgruppe:Pmcn) wurde mit 1180 Neutronenbeugungsdaten zu einemR _w =0.014 verfeinert. Die Atomparameter früherer Röntgenverfeinerungen wurden im Prinzip bestätigt, nun jedoch mit beträchtlich höherer Genauigkeit bestimmt. Die Aplanarität der Karbonatgruppe beträgt 0.0280(5) Å, ein Wert, der um 0.010 Å größer ist als der im Dolomit.

     

Damage of topaz and other minerals in the electron microscope

Summary Hydroxyl bearing topaz suffers beam-damage in the electron microscope. Irradiation by the beam rapidly produces contrast from strain fields around small needle-shaped pores about 2–5 nm wide and 30–120 nm long, produced by the loss of hydrogen as water and/or hydrogen fluoride. In the majority of cases the damage ceases after a short period of time, and the topaz electron diffraction pattern remains apparently unchanged. In a few cases complete breakdown of the topaz occurs to produce mullite and/or fine-grained -alumina, the latter usually being sputtered onto the carbon support film. The different degrees of breakdown which are found in the electron beam are similar to reactions which occur on heating in air. Although the main factor which determines the degree of beam-induced damage which occurs is believed to be temperature, the heating effect of the beam is alone unlikely to cause the reactions. The lowering of reaction temperature is attributed to mechanically induced enhancement of diffusion in the electron beam and to the weakening of chemical bonds by ionisation effects. The strain fields found in topaz were also produced in samples of humite and apatite observed in the electron microscope, and the formation of fine-grained metal oxides was found in several silicates and phosphates.

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Zerstörung von Topas und anderen Mineralen im Elektronenmikroskop

Zusammenfassung Hydroxil-hältige Topase unterliegen im Elektronenmikroskop einer Zerstörung durch den Elektronenstrahl. Durch die Bestrahlung entstehen rasch Kontraste von gestörten Bereichen rund um kleine nadelförmige Poren von etwa 2–5 nm Durchmesser und 30–120 nm Länge, die durch den Verlust von Wasserstoff als Wasser und/oder Hydrogenfluorid verursacht werden. Meist hört die Zerstörung nach kurzer Zeit auf und das Elektronen-Beugungsbild des Topases bleibt anscheinend unverändert. In wenigen Fällen kommt es zu einem kompletten Zusammenbruch des Topases und es entsteht Mullit und/oder feinkörniges -Al₂O₃. Die unterschiedlichen Grade des Zusammenbruchs, die im Elektronenstrahl beobachtet werden, sind Reaktionen ähnlich, die beim Erhitzen in Luft auftreten. Obwohl als Hauptfaktor, der den Grad der Strahlinduzierten Zerstörung bestimmt, die Temperatur angenommen werden kann, ist es unwahrscheinlich, daß der Hitzeeffekt des Strahls allein die Reaktionen verursacht. Die Erniedrigung der Reaktionstemperatur wird der mechanisch bedingten Erhöhung der Durchdringungsfähigkeit des Elektronenstrahls und der Schwächung der chemischen Bindung durch Ionisierungseffekte zugeschrieben. Die im Elektronenmikroskop in Topas gefundenen gestörten Bereiche wurden auch in Proben von Humit und Apatit beobachtet; in verschiedenen Silikaten und Phosphaten wurde die Bildung feinkörniger Metalloxide gefunden.

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With 3 Figures

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Dedicated to Professor Dr.Josef Zemann on the occasion of his 6oth birthday.     

Crystal chemistry and optics of bazzite from Furkabasistunnel (Switzerland)

Summary The crystal structure of blue bazzite (space group P6/mcc, Z = 2, = 9.501(1),c = 9.178(1) Å) with the composition Be₃(Sc_1.25Fe³⁺ _0.43Mg_0.32Mn_0.03Al_0.02)_=2.05 Si₆O₁₈[Na_0.32(n H₂O)] was refined from X-ray single-crystal data with 422 unique reflections to R = 2.2%. The structure is of the beryl type with octahedra strongly compressed parallel to the c-axis. The octahedral Me-O distance in bazzite is 2.080 A compared to 1.904 Å in beryl. The flattening of octahedra leads to a larger a cell dimension in bazzite compared to beryl (9.209 A). Two-valent cations (mainly Mg) in octahedral coordination are charge balanced by Na at (0, 0, 0) in the structural channels. Polarized single-crystal IR-spectra recorded between 400 and 8000 cm^–1 indicate that H₂O in the structural channels is oriented with the H-H vector perpendicular to thec-axis. The IR-spectra show more absorption bands than known for type II H₂O in beryl thus the existence of more than one H₂O species or even OH-groups is very likely.Refractive indices of the same bazzite were measured using a spindle-stage and employing the wavelength-temperature variation method yielding n_o = 1.6279(3), n_e = 1.6066(5) for 589 nm at 25°C. The birefringence = 0.0213 is significantly larger than the one of near end-member beryl ( = 0.0047). This high birefringence of bazzite is related to the electronic polarizability of octahedral Sc and Fe which increase n_o at a stronger rate than n_e. Transition metals in bazzite are also responsible for a higher refractive index dispersion than found for beryl.

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Kristallchemie und optische eigenschaften des bazzits aus dem Furkabasistunnel

Zusammenfassung Die Kristallstruktur eines blauen Bazzits (Raumgruppe P6/mcc, Z = 2,a = 9.501(1),c = 9.178(1) Å) mit der Zusammensetzung Be₃(Sc_1.25Fe³⁺ _0.43Mg_0.32Mn_0.03Al_0.02)_2=2.05 Si₆)O₁₈[Na_0.32(n H₂O)] wurde von Röntgeneinkristalldaten mit 422 Reflexen zu R = 2.2% verfeinert. Die Struktur ist die des Berylltyps mit der Besonderheit, daß die Oktaeder entlang der c-Achse stark zusammengedrückt sind. Die oktaedrischen Me-O Abstände im Bazzit betragen 2.080 Å, im Gegensatz zu 1.904Å im Beryll. Die Stauchung der Oktaeder im Bazzit führt zu einer längeren a-Achse als im Beryll (9.209 Å). Zweiwertige Kationen (vor allem Mg) in oktaedrischer Koordination werden durch Na auf (0, 0, 0), in den strukturellen Kanalen, neutralisiert. Polarisierte Einkristall-IR-Spektren zwischen 400 and 8000 cm^–1 zeigen, daß H₂O Moleküle in den strukturellen Kanalen mit dem H-H Vektor senkrecht zur c-Achse orientiert sind. Die IR-Spektren weisen außerdem mehr Absorptionsbanden auf, als für den H₂O Typ II bekannt sind, sodaß entweder mehr als eine H₂O Spezies oder sogar OH-Gruppen sehr wahrscheinlich sind.Brechungsindizes am gleichen Bazzit wurden auf einem Spindeltisch mit der Wellenlängen-Temperatur Variationsmethode gemessen und ergaben n_o = 1.6279(3), n_e = 1.6066(5) bei 589 nm und 25 °C. Die Doppelbrechung A = 0.0210 ist deutlich höher als für einen nahezu Endgliedberyll (A = 0.0047). Diese hohe Doppelbrechung des Bazzits wird durch die elektronische Polarisierbarkeit von oktaedrischem Sc und Fe verursacht, die n_o starker ansteigen läßt als n_e. Übergangselemente im Bazzit sind auch für die höhere Dispersion der Brechungsindizes als im Beryll verantwortlich.

     

Pumpellyite-actinolite and greenschist facies metamorphism in lesvos island (Greece)

Summary The southern part of Lesvos island consists of a Late Palaeozoic-Triassic marble-phyllite series with intercalations of mafic metavolcanics which exhibit mineralogies of the pumpellyite-actinolite and greenschist facies. Pumpellyite is developed best in the metabasalts of the south-eastern part and towards the northwestern part of the terrain it gives way to actinolite and/or epidote bearing assemblages. Local variations in CO₂ are suggested to explain the extensive distribution of chlorite-calcite instead of the Ca–Al-silicate bearing assemblages diagnostic of subgreenschist facies metamorphism.The mineral assemblages observed and the comparison of the compositions of co-existing phases with the compositions of minerals from other low-grade metamorphic areas, indicate metamorphism at temperatures in the order of 270–360°C and pressures little lower than 5 kb.

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Pumpellyit-Aktinolith und Grünschiefer-Fazies-Metamorphose auf der Insel Lesbos (Griechenland)

Zusammenfassung Der südliche Teil der Insel Lesbos besteht aus einer Serie von jungpaläozoischen-triassischen Schichten von Marmor und Phylliten mit Einlagerungen von basischen Metavulkaniten, deren Mineralogie beweist, daß sie zu den Pumpellyit-Aktinolith- und Grünschiefern-Fazien gehören.Der Pumpellyit entwickelt sich besser in den Metabasalten des südöstlichen Teils. Gegen Nordwesten zu wird er durch Paragenesen ersetzt, welche Aktinolith oder Aktinolith mit Epidot oder nur Epidot aufweisen. Örtliche Unterschiede im CO₂-Wert erklären, wie angenommen wird, die verbreitete Verteilung der Chlorit-Calzit-Paragenese anstelle der für Sub-Grünschiefer-Fazies charakteristischen Ca–Al-Silikat-Paragenesen.Die Mineralparagenesen, die beobachtet wurden, und der Vergleich der Zusammensetzung der koexistierenden Phasen mit der Zusammensetzung der Mineralien aus anderen Gebieten mit niedrigem Metamorphose-Grad zeigt, daß die Metamorphose hier bei Temperaturen von 270°C bis 360°C und bei einem Druck von etwas weniger als 5 kb stattgefunden hat.

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With 4 Figures     

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

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

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

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

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With 4 Figures     

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)     

Limonit vom Hohen Sarstein,Oberösterreich

Zusammenfassung Von einem Limonit aus der Umgebung der Steinhüttelalm am Hohen Sarstein im Dachsteingebiet (Oberösterreich) werden die Ergebnisse der Durchlicht-, Auflicht-und Elektronenmikroskopie, der DTA, Röntgen- und chemischen Untersuchungen mitgeteilt. Das Hauptmineral ist Nadeleisenerz, -FeOOH. Die Entstehung wird kurz erörtert.

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Summary Limonite from the environment of Steinhüttelalm at Hoher Sarstein in the Dachstein area (Upper Austria) is described. The results of microscopy in transmitted and reflected light, electron microscopy, DTA, X-ray, and chemical investigations are communicated. The main mineral is goethite, -FeOOH. The genesis is discussed.

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Mit 4 Textabbildungen

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Herrn Professor Dr.F. Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Tectonothermal implications of laser40Ar/39Ar ages of sulphide-bearing veins and their host rocks in the Willyama Supergroup,South Australia

Summary ⁴⁰Ar/³⁹Ar age spectra of mica separates from sulphide-bearing veins and associated metasedimentary whole-rock samples in the Olary Block, South Australia, indicate widespread emplacement of epigenetic mineralisation in Willyama Supergroup metasediments between 450 and 480 Ma, during the Delamerian Orogeny. This age range complements petrographic, structural and geochemical studies, which indicate that periodic tectonic disturbances occurred in the Olary Block since the Mid-Proterozoic, triggering the intermittent development of hydrothermal fluid circulation and infiltration into reactivated faults and shear zones over time scales of more than 1000 Ma.Vein emplacement did not result in extensive outgassing of argon from Mid-Proterozoic potassic minerals, as long as alteration of the psammopelitic host rock was restricted to the immediate contact of the vein. The release patterns of whole-rock samples illustrate that loss of^40*Ar in these assemblages is a function of the degree of metasomatism. Resetting of the K-Ar system occurred only in host rock assemblages that experienced strong pervasive alteration. The good retention properties of the host rock assemblages and the lack of a pervasive thermal pulse allow us to see through the Delamerian events. A positive correlation between increasing apparent ages and distance from the vein contact in less altered samples strongly support the view that the epigenetic alterations assemblages record actual vein emplacement ages.

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Tektonik und Temperaturgeschichte der Wllyama Supergroup (Süd-Australien)—Schlußfolgerungen anhand von Laser⁴⁰Ar/³⁹Ar Datierungen an sulfidführenden Gängen und assoziierten Nebengesteinen

Zusammenfassung ⁴⁰Ar/³⁹Ar Altersspektra von Glimmer-Separaten aus sulfidführenden Gängen und assoziiertem Nebengesteins-Proben im Proterozoischen Olary Block, Süd-Australien, weisen auf die weitverbreitete Entstehung von Gangvererzungen zwischen 450 und 480 Ma in den Metasedimenten der Willyama Supergroup hin. Diese Gangmineralisationen stehen somit im Zusammenhang mit der Delamerian Orogenese. Die Entstehungsalter unterstützen petrographische, strukturelle und geochemische Untersuchungen, wonach periodische tektonische Aktivität im Olary Block seit dem Mittleren Proterozoikum auftrat. Dies führte zu der wiederholten Bildung und Zirkulation von hydrothermalen Lösungen sowie deren Infiltration in re-aktivierte Störungen und Scherzonen über einen Zeitraum von mehr als 1000 Ma.Die Entstehung der Gangvererzungen bewirkte keinen signifikanten Verlust von Argon aus Mittel-Proterozoischen, Kalium-reichen Mineralen, solange die hydrothermale Alteration im Nebengestein auf den unmittelbaren Kontakt zur Gangvererzung beschränkt blieb. Die Gasspektren der Nebengesteins-Proben zeigen deutlich, daß Verlust von radiogenem Argon in diesen Gesteinen vom Grad der hydrothermalen Alteration abhängig ist. Neueinstellung des K-Ar Systems geschah nur im Fall von extremer, durchdringender hydrothermaler Alteration des Nebengesteins. Die⁴⁰Ar/³⁹Ar Analysen der Nebengesteins-Proben ermöglichen somit in Abwesenheit eines durchdringenden thermalen Pulses Alterbestimmungen über die Ereignisse der Delamerian Gebirgsbildung hinaus. Die positive Korrelation zwischen zunehmenden Ar/Ar Altern der Nebengesteine und deren Abstand vom Kontakt zu den Gangvererzungen in schwach alterierten Proben unterstützt die Ansicht, daß die epigenetischen Alterierungsparagenesen tatsächliche Vererzungsalter repräsentieren.

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With 6 Figures     

Crystal-chemical examination of natural diopsides: Some geometrical indications of Si-Ti tetrahedral substitution

Summary The crystal structures of 20 natural diopsides have been refined. For some samples, microprobe analyses show a Si deficiency in the tetrahedron with no A1 present; this suggests that some Ti⁴⁺ may enter the tetrahedral site. Geometrical variations in these samples with respect to the others are discussed in the light of this Si Ti⁴⁺ substitution. The volumes of their M1 sites are larger because of the absence of R³⁺ cations, the octahedron being very regular; in the same way, the volumes of M2 sites of these samples are greater not because of different site occupancies but because of significant charge modifications around the O3 and O1 oxygens, caused by the tetrahedral site. The low distortion of M1 site and the lengthening of (M2-O1) and M2-O3 bond lengths are a clue to the presence of small amounts of Ti at the tetrahedral site.

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Kristallchemische untersuchung natürlicher diopside: Geometrische hinweise für tetraedrische Si-Ti substitution

Zusammenfassung Die Kristallstrukturen von zwanzig natürlichen Diopsiden sind verfeinert worden. In einigen Proben zeigen Mikrosondenanalysen zu geringe Si-Werte im Tetraeder ohne daß A1 anwesend wäre. Dies weist darauf hin, daß Ti⁴⁺ Tetraederplätze einnehmen könnte. Geometrische Variationen in diesen Proben werden im Lichte der genannten Substitution diskutiert. Die Volumen von M1-Plätzen sind größer wegen der Abwesenheit von R³⁺ Kationen, wobei das Oktaeder sehr gleichmäßig ist. Die Volumina von M2-Plätzen sind noch größer nicht wegen verschiedener Besetzungen dieser Plätze sondern wegen signifikanter Ladungsmodifikationen im Bereich von O3 und O1 Sauerstoffen, die durch die tetraedrische Position bewirkt wird. Die geringe Distortion der M1-Plätze und die Verlängerung der (M2-O1) und (M2-O3) Abstände weisen auf die Anwesenheit von geringen Titangehalten auf Tetraederplätzen hin.

     

A contribution to the geochemistry of “Egyptian Alabaster”

Summary Egyptian Alabaster (marble) exhibits a variety of structures the most common of which are: botryoidal structure, banding, cockade structure, vugs and cavities. Banding which is a characteristic feature consists of alternating translucent and white bands of different sizes. The mineralogical composition of the translucent bands has been determined as magnesian calcite and that of the milky-white bands as normal calcite. Differences in the Ca/Mg and Sr/Ca ratios between both types of bands have been noticed and are attributed to differences in the solubilities of Ca–, Mg–, and Sr-carbonates. The origin of the marble is discussed and is considered to be the product of recrystallization of limestone.

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Beitrag zur geochemie des Ägyptischen Alabasters

Zusammenfassung Agyptischer Alabaster (Marmor) zeigt eine Reihe von Strukturen, von denen am häufigsten sind: traubige Struktur, Bänderung, Kokarden-Struktur, drusige und löchrige Struktur. Die charakteristische Bänderung besteht aus abwechselnd durchscheinenden und weißen Bändern wechselnder Stärke. Die mineralogische Zusammensetzung der durchscheinenden Bänder wurde als Mg-haltiger Calcit und die der milchig-weißen Bänder als gewöhnlicher Calcit bestimmt. Unterschiede im Ca/Mg- und Sr/Ca-Verhältnis zwischen den beiden Typen der Bänder wurden beobachtet; sie werden Löslichkeitsunterschieden der Ca–, Mg– und Sr-Karbonate zugeordnet. Die Genese des Marmors wird diskutiert; er wird als Rekristallisationsprodukt von Kalkstein angesehen.

     

Spinel-peridotite xenoliths from Kapfenstein (Graz Basin,Eastern Austria): A geochemical and petrological study

Summary Ultramafic xenoliths from the basaltic tuff of Kapfenstein (Graz Basin) are mainly protogranular and protogranular- to- porphyroclastic spinel lherzolites. In addition to these common rocks, a coarse-grained spinel harzburgite and a heterogeneous spinel peridotite consisting of a clinopyroxene-poor harzburgite and a clinopyroxene-rich lherzolite have been found. Interstitial amphiboles (pargasite and kaersutite) are present in most xenoliths. The magmatic activity which brought these xenoliths to the surface is part of the Plio-Pleistocene extension-related alkali basalt volcanism which took place in the Carpatho-Pannonian Region, post-dating the subduction-related calc-alkaline volcanism which formed the Inner Carpathian arc.Mineralogical and bulk geochemical data for Kapfenstein xenoliths are similar to those for other sub-continental shallow mantle xenolith suites. Correlation diagrams for major and trace elements indicate that their chemical variations are related to different degrees of partial melting due to the extraction of mafic melts. Rare earth element (REE) patterns of separated clinopyroxenes from the xenoliths are generally light rare earth element (LREE)-depleted, although LREE-enriched and more complex patterns have also been found.⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and¹⁴³Nd/.¹⁴⁴Nd isotopic ratios of separated clinopyroxenes vary between 0.70193 and 0.70330 (^Sr, = – 36.4 to –17.0) and 0.512824 and 0.513589 (_NdNd = 4.2 to 18.l), respectively. The highest⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and lowest¹⁴⁴³Nd/¹⁴⁴Nd.Nd ratios occur in those samples which have the most refractory character and also have the most unusual REE patterns. REE determined by ion microprobe on separated interstitial amphibole grains indicate equilibrium with the host peridotite in most of the xenoliths but disequilibirum conditions have been observed, including some extreme LREE enrichments.Striking textural and some geochemical and isotope geochemical similarities have been recognised between Kapfenstein xenoliths and those from the Eastern Transylvanian Basin, both of which are situated on the edges of the diapiric upwelling located in the central part of the Pannonian Basin. The deformation, depletion and enrichment processes which occurred in these two areas are thought to be similar. The LREE-enriched interstitial amphiboles and the presence of cross-cutting amphibole veins suggest that the shallow depleted lithospheric mantle beneath the Graz Basin has been affected by metasomatising events related to the mafic alkaline host magmas rather than by subduction-related fluids or melts.

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Spinel-peridotit Xenolithe von Kapfenstein (Grazer Becken, Ostösterreich): Eine geochemische und petrologische Studie

Zusammenfassung Die ultramafischen Xenolithe aus dem Basaltuff von Kapfenstein (Grazer Becken) bestehen großteils aus protogranularem und porphyroklastischem Spinell-Lherzolith. Abgesehen von diesen weitverbreiteten Gesteinen wurden auch ein grobköringer Spinell-Harzburgit und ein heterogener Spinell-Peridotit, der aus einem Klinopyroxen-armen Harzburgit und einem Klinopyroxen-reichen Lherzolith besteht, gefunden. Interstitielle Amphibole (Pargasit und Kaersutit) sind in den meisten Xenolithen vorhanden. Die magmatischen Prozesse, die diese Xenolithe an die Erdoberfläche befördeten, stehen mit dem mit Extension assoziierten Alkali-Basalt-Vulkanismus, der während des Pliozän/ Pleistozäns dem durch Subduktion ausgelösten Kalk-alkalischen Vulkanismus des inneren Karpathenbogens folgte, in Zusammenhang.Die mineralogischen und geochemischen Vollanalysen der Kapfensteiner Xenolithe sind mit den Daten von anderen Gruppen von subkontinentalen Xenolithen des oberen Mantels vergleichbar. Korrelationsdiagramme für Haupt- und Spurenelemente zeigen, daß die chemische Variation auf verschiedene Grade von Teilschmelzbildung zurück-zuführen ist. Die Verteilungsmuster der Seltenen Erden in Klinopyroxenen der Xenolithe sind generall LREE-verarmt, aber LREE angereichte und kompliziertere Verteilungsmuster kommen vor. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/1⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse der Klinopyroxene schwanken zwischen 0.70193 und 0.70330 (_Sr = von – 36.4 bis –17.0), beziechungsweise zwischen 0.512854 und 0.513589 (_Nd=von –4.2 bis 18.l). Die höchsten⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und niedrigsten¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse treten in den Proben mit dem stärksten refraktären Charakter und den ungewöhnlichsten REE-Verteilungsmustern auf. Die mittels Zonensonde ermittelten Gehalte an REE der interstitiellen Amphibole deuten ein Gleichgewicht mit dem Wirt-Peridotit an, obwohl auch Anzeichen von gestörtem Gleichgewicht, unter anderem extreme Anreicherungen an LREE, beobachtet wurden.Ein Vergleich der Kapfenstein-Xenolithe mit denen aus dem östlichen Transsylvanischen Becken zeigt bemerkenswerte strukturelle und einige geochemische und isotopengeochemische Ähnlichkeiten. Beide Gegenden befinden sich am Rande des Erdmantel diapirs, im Zentrum des Pannonischen Beckens. Die Deformationen und Verarmungsund Anreicherungsprozesse, die in beiden Gebieten stattfanden, sind vergleichbar. Die an LREE angereicherten interstitiellen Amphibole und das Auftreten von diskordanten Amphibolgängen legen nahe, daß der obere verarmte lithosphärische Mantel unter dem Grazer Becken von, mit den mafischen alkalischen Grund-Magmen verwandten, metasomatischen Prozessen erfaßt worden ist, und nicht von mit Subduktion assoziierten Flüssigkeiten oder Schmelzen.

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With 7 Figures     

Petrophysical investigations in the Southern Bohemian Massif (Austria): Data-acquisition, -organisation and-interpretation

Summary The petrophysical parameters Density (p), Susceptibility (SUS), as well as Natural Remanent Magnetisation (NRM) and Koenigsberger ratio (Q_n) were measured on approx. 2600 core samples (magmatic and a few metamorphic rocks) from the Southern Bohemian Massif. These and associated data have been organized into primary and subsidiary dBASE IV databases. The quantity and kind of information now available through the databases are described.40 sampled types of rocks have been statistically analysed and a detailed delimitation of different rocks as well as their varieties is attempted with the aid of various graphic software.The lowest susceptibility values (SUS < 0.1 × 10^–3 SI) were measured for the leucocratic Altenberg and Haibach granites, above it for the acid Eisgarn granite and for aplites. The only fine grained granite with a higher average (M = l.32 × 10^–3 SI) than the other granites is the Schlägl granite.Average values of NRM vary over a range of 10⁴ mA/m. The Altenberg and Haibach granites (fine-to medium-grained, two-mica leucogranites) are again (see SUS) in the group with the lowest values (< 1 mA/m). The average values of coarse-grained, older synorogenic granites (Finger andHöck, 1986), Weinsberg and Engerwitzdorf (medium-to coarse grained) granites, Schlieren granite and Rastenberg granodiorite are generally uniform (< 5 mA/m), with the exception of the stronger remanent magnetism of the Schlieren granite (25 mA/m).The Q_n, values of all investigated coarse grained granites are less than 0.25 (exception: Schlieren granite) whereas the fine-middle grained granites Peuerbach, Schaerding, Schrems and the fine grained granites in general all have Q_n > 1.The densities of all studied granite types vary only from 2600 kg/m³ to the upper limit of 2710 kg/m³ (average of rock types). Therefore consideration of only one petrophysical parameter does frequently not suffise for characterisation of a rock type. However, a combined study of NRM-SUS or p-SUS proved to be useful in many cases e.g. petrophysical distinction between Schrems granite and Mauthausen granite.

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Petrophysikalische Untersuchungen in der südlichen Böhmischen Masse (Österreich): Daten-Akquisition, -Organisation und -Interpretation

Zusammenfassung Die petrophysikalischen Parameter Dichte (p), Suszeptibilität (SUS), sowie Natürliche Remanente Magnetisierung (NRM) und Königsberger Faktor (Q_n) wurden an rund 2600 Bohrkernen (Magmatite und einige Metamorphite) aus der Böhmischen Masse ermittelt. Diese und damit im Zusammenhang stehende Daten wurden in einer dBASE IV Hauptdatenbank und gekoppelten Nebendatenbestanden organisiert. Es wird die Art von Information, die über die Datenbank nun zugänglich ist näher erläutert. 40 beprobte Gesteinstypen werden einer statistischen Analyse unterzogen und unter zu Hilfenahme diverser Graphiksoftware wird eine detailliertere Abgrenzung der einzelnen Gesteine und ihrer Varietaten versucht.Die geringsten Suszeptibilitätswerte (SUS < 0.1 × 10^–3 SI) wurden an Proben der leukokraten Altenberger und Haibacher Granite, darüber hinaus auch an Kernen des sauren Eisgarner Granits und der Aplite gemessen. Der einzige feinkörnige Granit mit einem überdurchschnittlichen Mittelwert (M = 1.32 × 10^–3 SI) im Vergleich zu anderen Graniten ist der Schlägl Granit.Die errechneten Mittelwerte der NRM streuen über einen Bereich von 10⁴ mA/m. Der Altenberger und der Haibacher Granit (fein- bis mittelkörnige Zweiglimmergranite) weisen auch hier wieder die geringsten Werte (< 1 mA/m) auf. Die Gruppe der grobkörnigen, älteren synorogenen Granite (Finger undHöck, 1986), nämlich Weinsberger und Engerwitzdorfer (mittel- bis grobkörnig), Schlierengranit und Rastenberger Granodiorit bleiben mit ihren NRM Werten unter 5 mA/m mit Ausnahme des offensichtlich stärker remanent magnetisierten Schlierengranits (25 mA/m).Alle untersuchten grobkörnigen Granite weisen Q_n Werte < 0.25 (Ausnahme: Schlierengranit) auf, während hingegen die fein- bis mittelkörnigen Peuerbacher, Schärdinger und Schremser Granit, sowie die Feinkorngranite im allgemeinen, alle Q_n > 1 erreichen.Die Dichten der verschiedenen Granite variieren nur von 2600 kg/m³ bis 2710 kg/m³ (Gesteinsmittelwerte). Dies zeigt, daß die Betrachtung nur eines einzigen petrophysikalischen Parameters in vielen Fällen nicht alleine ausreicht um ein Gestein petrophysikalisch eindeutig zu bestimmen. Vielmehr stellte sich für eine Charakterisierung der Gesteine eine kombinierte Untersuchung von NRM-SUS oder p-SUS oft als zielführend heraus, wie z.B. im Falle des Schremser Granits und des Mauthausener Granits.

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With 15 Figures     

Late caledonian lamprophyre dyke swarms of South-Eastern Scotland

Summary Cale-alkaline lamprophyre (minette) dykes in the eastern Southern Uplands of Scotland form part of a swarm nearly parallel to the inferred Iapetus Suture, stretching from the Ards Peninsula of Northern Ireland to St. Abbs Head in the east. The dykes are clustered close to several small granitoid bosses, but appear to be younger than the plutons and their associated porphyrite-porphyry dykes. Mica- (minette and kersantitic-minette) and hornblende-lamprophyres are present further west near Hawick where no intermediate-acid plutons or dykes occur. The lamprophyres have enrichments in LILE and LREE and relative depletions of HFS elements typical of subduction-related ultrapotassic magmas. These incompatible element enrichments are present in rocks with high Mg number and Ni and Cr contents, which combined with experimental constraints, their fine-grained nature and presence of chilled margins, imply a near-primary status for the least evolved varieties. High values of LREE, LILE, La/Nb, La/Yb, s Sr and low Nd imply derivation from a previously metasomatised source. The minettes were probably derived from a source containing garnet and phlogopite, and the hornblende varieties from a shallower source in the stability field of amphibole. The minettes of the eastern Southern Uplands have not provided a parental component to the 410 Ma. granitoids which were derived from a more depleted source. The similarity of the lamprophyres to those in the Lake District south of the Iapetus Suture is taken to indicate underthrusting of Lake District lithosphere beneath the Southern Uplands. Emplacement of lamprophyre dyke swarms is likely to be structurally controlled, and the presence of the main swarm in the Southern Uplands may indicate the sub-surface trace of the Iapetus Suture.

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Spätkaledonische Lamprophyrgänge in SE Schottland

Zusammenfassung Kalk-alkalische Lamprophyrgänge (Minette) im östlichen Teil der südlichen schottischen Uplands sind Teil eines Gangscharensystems, das fast parallel zu der vermuteten lapetus-Suturzone, die sich von der Halbinsel von Ards in Nordirland bis nach St. Abbs Head im Osten erstreckt, verläuft. Die Gänge konzentrieren sich um kleinere Granitoidkörper, scheinen aber jünger zu sein als die Plutone und ihre assoziierten Porphyrit-Porphyry Dikes. Glimmer- (Minette und kersantitische Minette) sowie Hornblende-Lamprophyre kommen westlich von Hawick vor, wo keine intermediären bis sauren Plutone oder Dikes anzutreffen sind. Die Lamprophyre sind an LIL- und LRE-Elementen an- bzw. an HFS-Elementen abgereichert, was typisch für subduktionsbezogene ultrapotassische Magmen ist. Diese Anreicherung an inkompatiblen Elementen ist in Gesteinen mit hohen Gehalten von Mg, Ni und Cr beobachtbar, was in Verbindung mit experimentellen Untersuchungen, der feinkörnigen Natur der Gesteine und dem Auftreten von gefritteten Intrusionskontakten einen nahezu primären Zustand der am wenigsten entwickelten Varietäten impliziert. Hohe LREE-, LILE-, La/Nb-, La/Yb-, Sr- und niedrige Nd-Werte belegen die Herkunft aus einer ursprünglich metasomatschen Quelle. Die Minetten stammen vermutlich aus einer granat- und phlogopitführenden, die hornblendeführenden Gesteine aus einer seichteren im Stabilitätsbereich von Amphibol liegenden Quelle. Die Minetten lieferten keinen Beitrag zu den 410 Ma Granitoiden, die aus einer stärker verarmten Quelle stammen müssen. Die Ähnlichkeit der schottischen Lamprophyre zu jenen im Lake District südlich der lapetus-Sutur zeigt ein Unterschieben der Lake Distric Lithospäre unter die südlichen Uplands an. Die Platznahme der Lamprophyrgänge ist sehr wahrscheinlich strukturell kontrolliert und die Anwesenheit der Gangsysteme könnte den Verlauf der Iapetus-Sutur in der Tiefe nachzeichnen.

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Deceased

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With 10 Figures     

Kinetic aspects of sector zoning in arsenopyrite: A case study

Summary A simple quartz-arsenopyrite vein assemblage formed at temperatures of 280–200°C occurs in the Madan lead-zinc ore district, Bulgaria. Spear-shaped arsenopyrite is bounded by {101}, {010} and {210}; compositionally it is pure FeAs_1-xS_1+X of variable x. The BSE image of an oriented (001) section reveals a pronounced sector zoning defined solely by differences in the S/As ratio. The boundary between the (210) and (010) growth sectors reflects the changes of their growth rates V⁰¹⁰ and V²¹⁰ in perfect correlation with zonal S/As oscillations. The V°10/V²¹⁰ ratios determined in 20 zones range from 0.1 to 2.4, and correspond to S variations from 39 to 34 at.% derived from 7 microprobe point analyses. The S content in the (010) sector is on average 1.5 at.% lower than in the (210) one, the difference decreasing from about 2.5 to less than 0.33 at.% with the decreasing V⁰¹⁰/V²¹⁰. The rate/composition relationship obeys the following rules: the higher the S/As the lower the V⁰¹⁰/V²¹⁰, and the slower the (010) growth. The phenomenon is interpreted in terms of crystal growth theory of a solid solution analyzing the arsenopyrite growth history on hand specimen, microscopic and structural scales. Sector zoning in this particular case is explained by processes taking place very close to the growing crystal surface which are superimposed on those produced by larger-scale variations in the hydrothermal environment.

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Kinetische Aspekte des sektoriellen Zonenbaues von Arsenkies: Untersuchung eines Wachstumsphdnomens

Zusammenfassung Eine gewöhnliche Quarz-Arsenkies Paragenese im Blei-Zink Erzgebiet von Madan, Bulgarien, bildete sich im Temperatur-Intervall von 280-200°C. Speerförmiger Arsenkies ist begrenzt von den Flächenformen 11011, {010} und {210}, wobei das Mineral der Zusammensetzung FeAs_1-xS_1+X mit variierendem x entspricht. Die Rückstreuelektronenabbildung eines (001)-orientierten Querschnittes zeigt einen deutlichen Sektorzon-enbau, der ausschließlich durch Unterschiede im S/As-Verhaltnis bestimmt wird. Die Grenze zwischen den Wachstumssektoren (210) und (010) spiegelt Veränderungen in ihren Wachstumsgeschwindigkeiten V⁰¹⁰ und V²¹⁰ wieder, die mit den zonenkorrelierten S/As Schwankungen variieren. Die Verhdltnisse V⁰¹⁰/V^21O wurden in 20 Zonen des Kristalls bestimmt; she variieren zwischen 0.1 und 2.4 und entsprechen einer Variation von 39 bis 34 At.% S, die durch 7 Elektronenstrahlmikrosondenanalysen bestimmt wurden. Der S-Gehalt im Sektor (010) ist durchschnittlich mit 1.5 At.% niedriger als im Sektor (210); der entsprechende Unterschied nimmt von ungefdhr 2.5 bis 0.33 At.% mit der Verringerung von V⁰¹⁰/V² ab. Die Beziehung Wachstumsgeschwindigkeit/ Element unterliegt der Regel: je hoher das Verhaltnis S/As; desto niedriger ist V⁰¹⁰/V²¹⁰ und desto langsamer ist das Wachstum von (010). Diese Erscheinung wird im Rahmen der Kristallwachstumstheorie einer festen Lösung gedeutet, wobei die Wachstumsgeschichte des Arsenkieses makroskopisch, mikroskopisch und strukturell analysiert wurde. Auf these Weise wird der Sektorzonenbau als ein Resultat von Prozessen interpretiert, die ganz nah der wachsenden Kristalloberfldche ablaufen und die die Veränderungen des hydrothermalen Milieus überlagern.

     

Zur massenspektrometrischen Bestimmung von Gasen des Systems C-H-O aus Mineralen

Zusammenfassung Die massenspektrometrische Analyse kleinster Gasmengen von H₂, O₂, CO, CO₂, CH₄ und H₂O ist infolge der Beeinflussung durch das Meßsystem mit beachtlichen Schwierigkeiten verbunden. Die Beeinflussung erfolgt einerseits durch Reaktionen der Gase mit heißen Metalloberflächen und andererseits durch im System vorhandene Glasoberflächen. Bei einer entprechenden apparativen Anordnung, Erhitzen der Proben und Trennung der Gase durch Kühlfallen, können Gasmengen in und auf Mineralen bis zu 0,005 mm³/NDT quantitativ bestimmt werden. Die Apparatur ist durch thermische Zersetzung von Muskovit-, Calcitkristallen usw. geeicht. Die Anwendung dieser Methode auf das Gebiet der Chemie und Mineralogie sowie die Grenzen und Möglichkeiten einer quantitativen Analyse von Restgasen wird gezeigt.

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Mass-spectrometric analysis of gases of the system C-H-O in minerals

Summary The analysis by mass-spectrometer of smallest amounts of gases H₂, O₂, CO, CO₂, CH₄ and H₂O, respectively, meets with considerable difficulties, because of the influence by the measuring system. The influence is caused by interactions of the gases with hot metal surfaces on one hand, and glass surfaces on the other hand. By a suitable arrangement of apparatus and procedures, such as heating the samples and separating the gases by cooling traps, the gas amounts in and on minerals can be quantitatively determined up to 0.005 mm³/SPT. The apparatus is calibrated by thermal dissociation of crystals like muscovite, calcite etc. The application of this method in chemistry and mineralogy is treated as well as the limits and the possibility of the quantitative analysis of residual gas.

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Mit 5 Abbildungen     

Über das Vorkommen eines porphyrischen Granites im Raume Sandl-Karlstift-Liebenau bei Freistadt im oberösterreichischen Mühlviertel (Granit von Typ „Karlstift”)

Zusammenfassung Auf Grund der Feldbeobachtungen im Moldanubikum des NE-Teiles des oberösterreichischen Mühlviertels konnte der Granit vom Typ Karl stift als geologisch selbständiger Körper abgetrennt werden. Der Karlstifter Granit ist jünger als der Weinsberger Granit und der Freistädter Granodiorit.Das Gestein ist ein porphyrischer Granit mit frühzeitig ausgeschiedenen Alkalifeldspateinsprenglingen und einer Grundmasse mit granodioritischer Zusammensetzung.Der Plagioklas ist zonar gebaut. Die Alkalifeldspateinsprenglinge haben höhere Ab-, An- und Fe₂O₃-Gehalte, stärkere perthitische Entmischung, aber einen niedrigeren Obliquitätswert (=0,80) als die Alkalifeldspate der Grundmasse. Die Biotite sind relativ Mg-reich, ein Hinweis auf höhere Kristallisationstemperaturen. Die Akzessorien Rutil und einige Zirkone dürften als übernommen angesehen werden können.Die Kristallisation verlief im Temperaturbereich zwischen ca. 600 bis 700°C bei einem von ca. 5 kb.

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A porphyric granite in the Snadl-Karlstift-Liebenau area near Freistadt, Mühlviertel, Upper Austria (granite of the Karlstift-type)

Summary During field investigations in the Moldanubian zone of the NE part of the Upper Austrian Mühlviertel it was possible to separate the granite of the Karlstift type as an independent geological body. The Karlstift granite is younger than the Weinsberger granite and Freistädter granodiorite.The rock is a porphyritic granite with early phenocrysts of alkali-feldspar and a crystalline matrix of granodioritic composition.The plagioclase has a zoned structure. The phenocrysts of alkali-feldspar have higher contents of Ab, An and Fe₂O₃, a better developed perthite, but a lower obliquity-value (=0.80) than the alkali-feldspars of the matrix. The biotites are quite rich in Mg suggesting a higher temperature of crystallization. The accessories rutile and some zircons might be considered as relics.Crystallization took place in the temperature range of 600–700°C under a of about 5 kb.

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Mit 5 Abbildungen