Chemistry and distribution of accessory Ni, Co, Fe arsenic minerals in the Pechenga Ni-Cu deposits, Kola Peninsula, Russia

Summary Ni, Co, Fe arsenic minerals are common accessory phases associated with both the Ni-Cu mineralization and country rock sulphides of the Pechenga complex. The majority of the arsenic minerals fall in the cobaltite-gersdorffite series, with minor arsenopyrite, nickeline and maucherite. These minerals are regularly distributed between different types of mineralization. Nickeline, maucherite and gersdorffite occur mainly in hydrothermally altered Ni-Cu sulphide ores, in particular stringer zone sulphides and mineralized talc-carbonate rocks. Arsenopyrite occurs only in pentlandite-free assemblages of the host shales, mainly in remobilized iron sulphide mineralization. The concentrations of Ni and Co in arsenopyrite decrease with the distance from the Ni-Cu bearing intrusions. Cobaltite is an ubiquitous mineral, but Ni-rich cobaltite occurs mainly in the Ni-Cu ores. In general, the transition from Ni-Cu ores to country rocks is marked by the change from Ni-arsenides to Ni-Co sulpharsenides and, finally, to Fe sulpharsenides.Sedimentary pyrite in sulphidic shales contains up to 1.8 wt.% As and was initially enriched in arsenic during sedimentation and diagenesis. Metamorphic recrystallization of authigenic As-bearing pyrite to As-free pyrrhotite led to significant liberation of arsenic during metamorphism. The mobilized arsenic could have been carried by associated metamorphic fluids and then participated in the low-grade alteration of the ultramafic rocks and associated Ni-Cu sulphide ores.

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Zusammensetzung und Verteilung der akzessorischen Ni-, Co und Fe-Arsenminerale in den Nickel-Kupferlagerstätten von Pechenga, Kola-Halbinsel, Rußland

Zusammenfassung Ni-, Co- und Fe-Arsenminerale sind verbreitete akzessorische Phasen, sowohl in den Nickel-Kupfer-Vererzungen, als auch in den Sulfiden der Nebengesteine des PechengaKomplexes. Der Großteil der Arsenminerale ist zur Cobaltit-Gersdorffit-Serie zu stellen. Arsenkies, Nickelin und Maucherit sind in geringeren Mengen vorhanden. Diese Minerale sind zwischen den verschiedenen Vererzungstypen gleichmäßig verteilt. Nickelin, Maucherit und Gersdorffit kommen hauptsächlich in hydrothermal veränderten Ni-Cu-Sulfiderzen vor, besonders in Sulfiden der Stringer-Zone und in mineralisierten Talk-Karbonat-Gesteinen. Arsenkies kommt nur in Pentlandit-freien Paragenesen in den schiefrigen Nebengesteinen, vor allem in einer remobilisierten Eisensulfidvererzung, vor. Die Konzentrationen von Ni, Fe und Co in Arsenkies nehmen mit zunehmender Entfernung von den Ni-Cu-führenden Intrusionen ab. Cobaltit ist ein verbreitetes Mineral, wobei nickelreicher Cobaltit jedoch hauptsächlich in den Nickel-Kupfererzen vorkommt. Im allgemeinen wird der übergang von NickelKupfererzen zu Nebengesteinen durch den übergang von Nickelarseniden zu NickelKobalt-Sulpharseniden und schließlich zu Eisensulpharseniden markiert.Sedimentärer Pyrit in den schiefrigen Nebengesteinen enthält bis zu 1,8 Gew% As, wobei die Arsenanreicherung während der Sedimentation und Diagenese erfolgten. Metamorphe Rekristallisation authigener As-führenden Pyrite zu As-freiem Magnetkies führte zu signifikanter Freisetzung von Arsen während der Metamorphose. Das mobilisierte Arsen dürfte durch metamorphe Fluide transportiert worden sein, die an der niedriggradigen Alteration der ultramafischen Gesteine und der assoziierten NickelKupfererze beteiligt waren.

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With 8 Figures     

Petrographische Untersuchungen an Paragneisen des polymetamorphen Silvrettakristallins

Zusammenfassung Die Untersuchung der regionalen Verteilung der Minerale Staurolith, Disthen, Andalusit und Sillimanit im österreichischen Anteil des Silvrettakristallins ergab mehrere Mineralzonen, die sich zum Teil diskordant überlagern.Der gesamte in einem Dünnschliff feststellbare Mineralbestand würde in vielen Fällen kein Gleichgewicht darstellen. Es zeigte sich jedoch, daß die Minerale, die unmittelbar aneinander grenzen, in den meisten Fällen stabile Paragenesen bilden.Gefügekundliche Beobachtungen ergeben eine Unterteilung in prä- bis synkinematisch und in postkinematisch kristallisierte Minerale. Die Bildung dieser Minerale wird verschiedenen Metamorphosen zugeordnet. Der Vergleich mit radiogenen Altersbestimmungen aus dem Schweizer Anteil des Silvrettakristallins erlaubt die Einstufung der verschiedenen Metamorphosen in eine ältere, kaledonische und in eine jüngere variszische Metamorphose. Die Disthenzone wird als Relikt der kaledonischen, druckbetonten Metamorphose gedeutet. Die Ausbildung der Sillimanitzone wird dagegen der variszischen Metamorphose zugeschrieben.

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On the petrogenesis of the polymetamorphic rocks of the Silvretta

Summary The investigation of the regional distribution of the minerals staurolite, kyanite, andalusite and sillimanite in the Austrian part of the Silvretta-Alps indicates several mineral zones which are in part discordant.Very often the mineral assemblages as observed within one thin section constitute a disequilibrium association. However adjacent mineral pairs seem to form stable parageneses in most cases.Pre- to synkinematic and postkinematic porphyroblasts can be distinguished. The kormation of these minerals was caused by different metamorphic cycles. The kyanite-zone is interpreted as being of Calendonian- and the sillimanite-zone as being of Varistic age, on the basis of a comparsion with the Rb–Sr and U–Pb age determinations as carried out in the Swiss part of the Silvretta-Alps.

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Mit 12 Abbildungen     

Xonotlit und Pektolith aus basischen Gesteinen des Peridotitgabbrokomplexes im Zlatibor-Gebirge,Jugoslawien

Zusammenfassung Im westlichen Randgebiet des Zlatibor-Gebirges, im Tal des Flusses Lim, wurden in der Nähe des Ortes Bistrica in der Randzone einer kleineren Pyroxenitmasse gegen angrenzenden serpentinisierten Peridotit dünnere, milchweiße Adern gefunden. Sie bestehen aus Xonotlit und Pektolith. Der Xonotlit ist nach seinem äußeren Aussehen Chalcedon-ähnlich; von ihm werden die zentralen Teile der Äderchen eingenommen. Der Pektolith ist weiß und faserig; aus ihm bestehen die Ränder der Adern. Die Resultate der ausführlichen optischen, quantitativ chemischen, thermischen und röntgenographischen Untersuchungen sowie der Untersuchungen im infraroten Spektralgebiet stimmen mit bisher bestehenden Angaben für beide Minerale überein.Die Genesis dieser Minerale läßt sich auf die Umwandlung der basischen, primäre Calciumminerale enthaltenden Gesteine zurückzuführen. Es entstehen dabei in diesen Gesteinen aus Calciummineralen verschiedene sekundäre Minerale. Der Überschuß des Calciums und Siliciums wird unter den meso- bis katathermalen Umständen in der Form einfacher Adernparagenesen ausgeschieden.

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Xonotlite and pectolite from basic rocks of the peridotite-gabbro-complex in the Zlatibor-mountains, Yugoslavia

Summary In the Lim valley, at the western slope of Mount Zlatibor, near the village of Bistrica there is a minor pyroxenite mass surrounded by serpentinized peridotite. The border zone of pyroxenite contains milk-white viens composed of the rare minerals xonotlite and pectolite. Xonotlite is in its outer appearance similar to chalcedony and occupies the central parts of the veins. Pectolite is white and fibrous, and is confined to the outer parts of the veins.The results of detailed optical, quantitative chemical, thermal and x-ray examinations, and of infrared spectral analyses agree with the hitherto known data on both minerals.The origin of these minerals may be explained by alteration of basic rocks containing primary calcium minerals. Different secondary minerals can be formed from calcium minerals by such processes. The excess calcium and silica precipitate in the form of simple vein associations under the mesoto katathermal conditions.

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Mit 2 Abbildungen     

The chemistry of the minerals of the pyrope dunite from borehole T-7 near Staré (Bohemia)

Summary The chemical compositions of the primary minerals (olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and pyrope) of dunites from borehole T-7 near Staré in the eské stedohoí Mountains (Bohemia) as well as those of the minerals forming coronas around violet pyrope in these rocks (i. e. pyrope, clinopyroxene, Cr-rich spinel, and—in the rims—orthopyroxene) were determined by electronmicroprobe analysis. The chemical relationships between the bulk composition of dunite and lherzolite and that of their constituent minerals are discussed on the basis of analyses from the literature and the new ones. In comparison to lherzolite, dunite and all its minerals contain more magnesium and chromium, but less iron, aluminum and titanium.ThePT conditions of the formation of the symplectites of the coronas around pyrope are considered not to be very different from those of the minerals of the dunite matrix.

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Der Chemismus der Minerale des Pyrop-Dunites aus der Bohrung T-7 bei Staré (Böhmen)

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung der Primärminerale (Olivin, Orthopyroxen, Klinopyroxen und Pyrop) der Dunite aus der Bohrung T-7 bei Staré im Böhmischen Mittelgebirge (Böhmen) und diejenige der Minerale der Reaktionssäume um violetten Pyrop in diesen Gesteinen (nämlich Pyrop, Klinopyroxen, Cr-reicher Spinell und-an den Säumen — Orthopyroxen) wurde mit Elektronenmikrosonde-Analysen bestimmt. Aufgrund der Analysen aus der Literatur und der neuen werden die Zusammenhänge zwischen den Gesamtchemismen der Dunite und Lherzolithe mit demjenigen ihrer Minerale diskutiert. Im Vergleich zum Lherzolith enthalten der Dunit und alle seine Minerale relativ mehr Magnesium und Chrom, aber weniger Eisen, Aluminium und Titan.Es wird angenommen, daß diePT-Bildungsbedingungen der Symplektite in den Reaktionssäumen um Pyrop nicht sehr verschieden von denen der Minerale der Dunit-Matrix waren.

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With 6 Figures     

Loughlinit (Na-Sepiolith) und Analcim in neogenen Sedimenten Anatoliens

Zusammenfassung Der Mineralbestand von Proben aus einem miozänen Tonhorizont der anatolischen Neogenformation bei Killik, Vilayet Eskiehir (Türkei), wird beschrieben und genetisch gedeutet. Hauptkomponenten bilden die Assoziationen Loughlinit-Analcim und Sepiolith-Analcim. Daneben sind Montmorillonit, Dolomit, Pyrit, Gips und — bei Anwesenheit von Loughlinit — wasserlösliche Na-Salze unbekannter Zusammensetzung vorhanden. Der Ton stellt das zweite bisher bekannte Loughlinitvorkommen dar. Analcim, Loughlinit und Sepiolith werden als diagenetische Bildungen im Sediment unter maßgeblicher Beteiligung Na- und Mg-reicher Porenwässer gedeutet. Die Möglichkeiten der Genese dieser Minerale werden durch Vergleich mit anderen Vorkommen und unter Berücksichtigung der geologischen Gegebenheiten diskutiert. Voraussetzung für die Bildung dieser Silikate ist ein enormes Na-Angebot aus einem eindampfenden Meeresbecken und/oder aus der Zersetzung sauren vulkanischen Materials und gleichzeitige Anlieferung von Mg, Al, Si in Form von Lösungen oder Detritus. Als wichtigste Liefergesteine werden die an den ehemaligen Beckenrändern verbreitet auftretenden Serpentinite betrachtet.

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The mineral content of specimens from a miocene clay horizon of the Anatolic Neogen formation near Killik, Vilayet Eskiehir (Turkey), has been described and a genetic interpretation has been given. The main components are the associations loughlinite-analcime and sepiolite-analcime. There are further montmorillonite, dolomite, pyrite, gypsum and watersoluble sodium salts of unknown composition, but the last ones apperently only if there is loughlinite. This clay is the second known occurrence of loughlinite. Analcime, loughlinite and sepiolite may have formed during diagenesis with an intensive interaction of sodium and magnesium rich pore solutions. The possibilities of the origin of these minerals have been discussed by comparing this occurrence with others and considering the geological environment.

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Frau Prof. Dr. D. Schachner danke ich für die Förderung der Arbeit und die Erlaubnis, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellte Röntgenapparatur benutzen zu können.     

Zum Problem der geochemischen Unterscheidung von Para- und Orthoamphiboliten am Beispiel einiger Vorkommen des Waldviertels und der Ostalpen

Zasammenfassung 43 Proben von Amphibolitgesteinen, Augitgneisen und verwandten Gesteinen aus dem Waldviertel und den Ostalpen wurden spektrochemisch quantitativ auf ihren Gehalt an Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sc, V und Y analysiert. Eine Auswertung der Ergebnisse in Konzentrationsdiagrammen zeigt, daß die simatische Herkunft des Stoffbestandes an Ferriden und den anderen Elementen unverkennbar ist. Weniger verschieferte Orthoamphibolite sind in Ni–Co-, Zr–Ni-, Ni–Cu-, Ni–Cr-Diagrammen in bestimmten Konzentrationsfeldern ausscheidbar. In diese Gruppe fallen die sicheren Orthoamphibolite, wie Gabbro-, Pyroxen-oder Anorthositamphibolite, als auch nicht durch Relikte gekennzeichnete Amphiboliteinlagerungen in Marmoren, manchmal sogar solche in Paragneisen.Die Herleitung mancher Amphibolite aus den hydrothermalen und sedimentären Umbildungsprodukten basischer Oberflächengesteine, wie z.B. Tuffen und Tuffiten, ist auch für sogenannte Paraamphibolite nicht von der Hand zu weisen, wie der Vergleich mit Analysen derartiger Gesteine zeigt.Für Paraamphibolite im eigentlichen sinne, die aus tonhaltigen Karbonatsedimenten entstanden sein sollen, liegen für die vorliegenden Proben keine Beispiele vor.

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Summary 43 samples of amphibolites, augite-gneisses and related rocks from the Austrian Waldviertel and the Eastern Alps have been analysed spectrochemically quantitatively on their contents of Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sc, V, Sc and Y. The results have, been evaluated using graphical correlations of the concentrations of some elementpairs.Low-grade metamorphic ortho-amphibolites are found in fixed concentrationfields of Ni–Co-, Zr–Ni-, Ni–Cu-, Ni–Cr-diagrams being identical with the concentration-fields of simatic rocks, like olivine basalts, gabbros etc. This group includes identified orthoamphibolites, like gabbro-, pyroxen-or anorthositeamphibolites, moreover amphibolites of unknown origin associated with marbles or paragneisses.In similiar way it could have been shown, that some of the so-called paraamphibolites could be derivated also from mafic effusive rocks, changed by hydrothermalism or sedimentary processes, such as chloritisized rocks, tuffes, tuffites etc.No definite example was found for para-amphibolites in sensu stricto, which are supposed to be originated from clay-bearing carbonate rocks, like dolomitic marls.

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Mit 4 Textabbildungen

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

Geochemische Untersuchung der Eisenerzooide des Doggersandsteins im nordöstlichen Bayern

Zusammenfassung Die Mineralzusammensetzung der Nadeleisenerzooide Ostbayerns aus dem Dogger wurde optisch, röntgenographisch und die chemische Zusammensetzung spektralanalytisch ermittelt. In den Ooidkernen wurden folgende Minerale festgestellt: Nadeleisenerz, Quarz, Ilmenit und seine Verwitterungsprodukte, Zirkon, Rutil, Magnetit, Hämatit, Turmalin und Granat. In der Ooidschale wurde außer Nadeleisenerz Kaolinit (10–15%) und etwas Illit nachgewiesen.Die Art der Ooidkerne, die Festlandsnähe und die geochemischen Befunde weisen auf eine exogen sedimentäre Bildung der Eisenerzlagerstätte in dem Dogger Ostbayerns hin.     

Luna 16 microbreccia lithic fragments: Samples of an early basalt filling of mare fecunditatis

Summary Thirty five microbreccia fragments from Mare Fecunditatis recovered by the Luna 16 unmanned mission were studied inPTS by optical microscopy. Bulk compositions were determined by scanning electron beam analysis, and microbreccia constituents (pyroxene, olivine, plagioclase, spinel-group minerals, glasses) were analyzed with the electron microprobe. Results: Microbreccia fragments have bulk and mineral compositions distinctly different from those of aluminous basalt fragments from the same site: FeO, alkalis and FeO/MgO are lower and Cr₂O₃ is higher in the microbreccia fragments. Furthermore, microbreccia fragments are predominantly olivine-normative, whereas the basalt fragments are predominantly quartz-normative. In addition, in the microbreccia fragments, pyroxene compositions cover the range typical of pyroxenes from Luna 16 basalts but extend to more Mg-rich and Ca-poor compositions. Pyroxferroites found in aluminous basalt fragments were not observed in the microbreccia fragments. Plagioclase populations cluster at ) An₉₅ in the microbreccia fragments as compared to ) An₉₀ in the basalt fragments. Compositions of basaltic glasses from within the microbreccia fragments are similar to those from the soil. Conclusions: We found evidence that at the Luna 16 site, two major basalt types are present. One is represented by the 3.42 b.y. old aluminous basalt fragments, the other by the dominant component in the microbreccia fragments and basaltic glasses. The microbreccia fragments and basaltic glasses represent a here tofore unknown lunar basalt type for which we calculate a flatREE pattern with abundances approximately 10× chondritic, thus making it one of the most primitive basalt types known from the Moon. We suggest that this basalt type formed by a relatively high degree of partial melting of a plagioclase bearing source rock at about 60–100 km depth. We further suggest that this basalt type represents older mare fillings now largely covered by younger flows. These younger flows are represented by the aluminous basalt fragments, a rock type that may have formed from a similar source rock by a relatively low degree of partial melting.

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Luna 16 mikrobrekzien fragmente: proben eines frühen basaltes aus dem mare foecunditatis

Zusammenfassung 35 Mikrobrekzien-Fragmente aus der Bodenprobe von Mar Foecunditatis, die von der unbemannten Sonde Luna 16 aufgesammelt wurde, sind in polierten Dünnschliffen mikroskopisch und mittels Elektronenstrahl-Mikrosonde untersucht worden. Pauschalzusammensetzungen der Mikrobrekzien-Fragmente wurden mittels integrierender Elektronen-Raster-Technik und die zusammensetzungen der Komponenten (Pyroxen, Olivin, Plagioklas, Minerale der Spinell-Gruppe und Gläser) mittels konventioneller Elektronenstrahl-Mikroanalyse bestimmt. Resultate: Die Mikrobrekzien-Fragmente unterscheiden sich in ihrer Pauschalzusammensetzung deutlich von den Aluminiumreichen Basaltfragmenten derselben Bodenprobe: FeO- und Alkaligehalte und das FeO/ MgO-Verhältnis sind niedriger und der Cr₂O₃-Gehalt ist höher in den Mikrobrekzien-Fragmenten. Weiters sind die Mikrobrekzien-Fragmente meist Olivin-normativ, während die Basaltfragmente meist Quarz-normativ sind. Auch die Pyroxenzusammensetzungen in den Mikrobrekzien-Fragmenten unterscheiden sich deutlich von jenen der Basaltfragmente durch einen hohen Anteil an Mg-reichen und Ca-armen Pyroxenen, die in den Basaltfragmenten nicht vorkommen. Weiters konnten Pyroxferroite, die typisch für die Luna 16 Basaltfragmente sind, in den Mikrobrekzien-Fragmenten nicht gefunden werden. Die Plagioklas-Zusammensetzungen in den Mikrobrekzien-Fragmenten zeigen ein ausgeprägtes Häufigkeitsmaximum bei ) An₉₅, wogegen das Maximum der Plagioklase in den Basaltfragmenten bei ) An₉₀ liegt. Die Zusammensetzung der Gläser in den Mikrobrekzien-Fragmenten und in den Bodenproben außerhalb der Fragmente ist identisch. Schlußfolgerungen: Die analytischen Daten zeigen, daß an der Luna 16 Landestelle zwei Basalttypen weit verbreitet sind. Der eine Typ ist durch die 3.42×10⁹ Jahre alten Aluminium-reichen Basaltfragmente vertreten, der andere durch die Hauptkomponente der Mikrobrekzienfragmente und basaltischen Gläser. Letzterer repräsentiert einen bisher nicht bekannten Basalttyp vom Mond, der Olivin- und Plagioklas-reich ist und einen niedrigen Spurenelementgehalt hat. Die errechnete Häufigkeit der Seltenen Erden ist etwa 10× chondritische Häufigkeit und weitesgehend unfraktioniert. Dieser neue Basalttyp scheint somit einer der primitivsten zu sein, den wir bisher vom Monde kennen. Er repräsentiert wahrscheinlich eine Schmelze, die durch einen hohen Grad von partieller Aufschmelzung eines plagioklasführenden Ausgangsgesteins in einer Tiefe von etwa 60–100 km entstand. Dieser Basalttyp stellt wahrscheinlich ältere Füllungen des Mare Foecunditatis dar, welche später durch jüngere Basaltergüsse größtenteils bedeckt wurden. Diese jüngeren Basalte sind durch die Basaltfragmente repräsentiert und sind durch hohe Spurenelementgehalte charakterisiert. Die Zusammensetzung der jüngeren Basalte kann durch eine relativ geringe und jene der älteren (Brekzien-) Basalte durch einen hohen Grad partieller Aufschmelzung eines ähnlichen Ausgangsgesteines erklärt werden.

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With 9 Figures     

Understanding Vesuvius magmatic processes: evidence from primitive silicate-melt inclusions in medieval scoria clinopyroxenes (Terzigno Formation)

Summary Microthermometric investigations of silicate-melt inclusions and electron microprobe analyses were conducted on experimentally homogenized silicate-melt inclusions and on the host clinopyroxenes from 4 scoria samples of different layers from the Mt. Somma-Vesuvius medieval eruption (Formazione di Terzigno, 893 A.D.). The temperature of homogenization, considered the minimum trapping temperature, ranges from 1190 to 1260 ± 5 °C for all clinopyroxene-hosted silicate melt inclusions.The major and minor-element compositional trends shown by Terzigno scoria and matrix glass chemical analysis are largely compatible with fractional crystallization of clinopyroxene and Fe-Ti oxides. Sulfur contents of the homogenized silicate-melt inclusions in clinopyroxene phenocrysts compared with that in the host scoria show that S has been significantly degassed in the erupted products; whereas, Cl has about the same abundance in the inclusions and in host scoria. Fluorine is low (infrequently up to 800 ppm) in the silicate-melt inclusions compared to 2400 ppm in the bulk scoria.Electron microprobe analyses of silicate-melt inclusions show that they have primitive magma compositions (Mg# = 75-91). The composition of the host clinopyroxene phenocrysts varies from typical plinian-related (Mg#85) to non plinian related (Mg#85). The mixed source of the host clinopyroxenes and primitive nature of the silicate-melt inclusions implies that these phenocrysts, in part, may be residual and/or have a polygenetic origin. The similar variation trends of major and minor-elements between homogenized silicate-melt inclusions from the Terzigno scoria, and silicate-melt inclusions in olivine and diopside phenocrysts from plinian eruptions (Marianelli et al., 1995) suggest that the trapped inclusions represent melts similar to those that supplied the plinian and sub-plinian magma chambers. These geochemical characteristics suggest that the Vesuvius magmatic system retained a vestige of the most recent plinian event.

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Primitive Silikatschmelz-Einschlüsse in Klinopyroxenen aus mittelalterlichen Schlaken der Terzigno Formation — Ein Beitrag zum besseren Verständnis der magmatischen Prozesse des Vesuvs

Zusammenfassung Mikrothermometrische Untersuchungen von Silikatschmelz-Einschlussen und EMS Analysen wurden an experimentell homogenisierten Silikatschmelz-Einschlussen und an Klinopyroxenen von vier Schlackenproben durchgeführt. Die Proben stammen aus verschiedenen Lagen der mittelalterlichen Mt. Somma-Vesuv Eruption (Terzigno Formation, 893 n. chr.). Die Homogenisierungstemperaturen, sie werden als die minimalen Einschlußtemperaturen interpretiert, reichen von 1190–1260±5 °C.Die Trends der Haupt- and Spurenelemente der Terzigno Schlacken and des MatrixGlases sind weitgehend mit fraktionierter Kristallisation von Klinopyroxen und Fe-TiOxiden kompatibel. Der Vergleich der Schwefel-Gehalte der homogenisierten Einschlüsse in den Klinopyroxen-Phdnokristallen mit denen der Schlacken zeigt, daß beträchtliche Mengen an Schwefel in den Eruptionsprodukten durch Entgasung verlorengingen. Chlor hingegen zeigt in etwa die gleiche Verteilung in den Einschlüssen und in der Wirtsschlacke. Die Fluorgehalte in den Einschlüssen (selten bis zu 800 ppm) Bind im Vergleich zu den Schlacken (2400 ppm) niedrig.EMS-Analysen der Silikatschmelz-Einschlüsse belegen eine primitive Schmelzzusammensetzung (#Mg = 75–91). Die Zusammensetzung der Klinopyroxen-Phänokristalle variiert zwischen plinianischen Typen (#Mg 85) und nicht-plinianischen (#Mg85). Die heterogene Quelle der Klinpyroxene and die primitive Natur der Einschlüsse lassen vermuten, daß die Phänokristalle residualen und/oder polygenetischen Ursprungs sind. Ähnliche Haupt- und Spurenelementtrends der untersuchten Einschlüsse mit jenen von Einschlüssen in Olivin- und Diopsid-Phänokristallen aus plinianischen Eruptionen (Marianelli et al., 1995) legen die Vermutung nahe, daß die Einschlüsse ähnliche Schmelzen repräsentieren, wie jene, die die plinianischen und die sub-plinianischen Magmenkammern versorgt haben. Diese geochemischen Charakteristika belegen, daß das magmatische System des Vesuvs eine Spur des jüngsten plinianischen Ereignisses bewahrt hat.

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With 11 Figures     

Platinum-group minerals and other solid inclusions in chromite of ophiolitic complexes: Occurrence and petrological significance

Summary Platinum-group mineral, silicate and other solid and fluid inclusions occur in disseminated and massive chromite in a variety of lithologies from ophiolitic and other mafic-ultramafic complex-types. The inclusions are small (<250 microns) and randomly distributed throughout their host. Silicate inclusions are modally more abundant than the other inclusion types. Platinum-group mineral phases are ruthenium-rich sulphides and PGE alloys are osmium-rich. Mafic silicates (olivine, pyroxenes, pargasitic-amphiboles, micas) are magnesium-, titanium-, and alkali-rich and felsic silicates are sodium-rich (albite, nepheline).The intimate association of these inclusions with chromite suggests that their origin must be considered within a chromite crystallization model. A hypothesis of origin is suggested wherein the platinum-group minerals and silicates are trapped as discrete, crystalline euhedral phases and silicate liquid during the precipitation of chromite. The similarity of physical characteristics, modal mineralogy and chemical compositions indicates that this model may be applicable to all mafic-ultramafic complex-types.

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Minerale der Platin-Gruppe und andere feste Einschlüsse in Chromiten aus Ophiolit-Komplexen: Vorkommen und petrologische Bedeutung

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe, Silikate und andere feste und flüssige Einschlüsse kommen in disseminierten und massiven Chromiten in einer Vielzahl von Gesteinen in ophiolitischen und anderen mafisch-ultramafischen Komplexen vor. Die Einschlüsse sind klein (<250 microns) und unregelmäßig im Chromit verteilt. Silikat-Einschlüsse sind modal weiter verbreitet als andere Arten von Einschlüssen. Minerale der Platin-Gruppe sind durch Ruthenium-reiche Sulfide und Osmium-reiche Legierungen vertreten. Mafische Silikate (Olivin, Pyroxen, pargasitische Amphibole, Glimmer) sind Magnesium-, Titan- und Alkali-reich; felsische Silikate sind Natrium-reich (Albit, Nephelin).Die ausgeprägte Assoziation dieser Einschlüsse mit Chromit weist darauf hin, daß ihre Herkunft im Zusammenhang mit einem Kristallisations-Modell für Chromit zu sehen ist. Ein genetisches Konzept wird vorgelegt, wobei die Platin-Gruppen-Minerale als gut ausgebildete, idiomorphe kristalline Phasen, und die Silikate als Silikatschmelze während des Ausfallens des Chromites eingeschlossen werden. Die Ähnlichkeit der physikalischen Eigenschaften, der modalen mineralogischen Zusammensetzung und der chemischen Zusammensetzung weisen darauf hin, daß dieses Modell auf alle mafisch-ultramafischen Komplexe anzuwenden ist.

     

Defining metamorphogenic mineral deposits —an introduction

Summary Early tentative hypotheses, that regional metamorphism may be genetically associated with the formation of mineral deposits are now reasonably confirmed, and the class of metamorphogenic mineral deposits is widely accepted. Two end member models define a range of possibilities occurring in nature: the prograde devolatilization model, and the retrograde leaching model. In the first, the mineralizing fluids are thought to have been generated and to have acquired their solute content within source rocks undergoing prograde metamorphism. Then they flow towards lower pressure zones, possibly accompanied by further reactions with country rocks. Finally, changes in the chemical or physical environment along the flow conduits potentially induce mineral precipitation. Retrograde leaching occurs after peak metamorphism, when a still-hot metamorphic complex is flooded and cooled by waters from outside; this will normally happen during uplift and extensional tectonics, and the resulting convection cells are open to the surface. Metamorphogenic deposits cannot be recognized as such in the field, where they appear as examples of epigenetic hydrothermal mineralization. Only the application of a broad spectrum of laboratory methods allows a correct genetic classification. It is expected that future research will increasingly quantify the evolution of metamorphic terranes through time, similar to modern basin analysis in petroleum geology.

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Das Erkenen metamorphogener Lagersätten-eine Einleitung

Zusammenfassung Frühe Beobachtungen über enge Zusammenhänge zwischen regionaler Metamorphose und Lagerstättenbildung wurden in jüngerer Zeit bestätigt, so daß die Klasse der metamorphogenen Lagerstätten nunmehr nahezu gesichert ist. Zwei verschiedene genetische Modelle bilden die Endglieder eines in der Natur vorkommenden Spektrums solcher Lagerstättenbildung: das Modell der prograden Devolatilisierung und das Modell einer retrograden Laugung. Im ersten Fall wurden die lagerstättenbildenden Fluide innerhalb eines Gesteinskörpers gebildet, während dieser eine prograde Metamorphose erlitt; gleichzeitig nahmen die Fluide ihre kennzeichnende Lösungsfracht auf. Danach fließen sie einem Druckgefälle folgend aus dem Bildungsraum ab, z.T. unter weiteren Reaktionen mit Nebengesteinen. Chemische oder physikalische Zustandsänderungen im Verlauf der Fließwege induzieren den Mineralabsatz. Retrograde Laugung hingegen findet statt, wenn ein noch heier metamorpher Komplex nach Durchlaufen der maximalen p/T-Bedingungen durch von außen zufließende Wässer geflutet und abgekühlt wird; dies wird gewöhnlich mit Aufstieg und Dehnungstektonik verbunden sein, weshalb die resultierenden Konvektionszellen zur Oberfläche offen sind. Metamorphogene Lagerstätten können nicht nur mit Feldmethoden als solche erkannt werden, da sie dort einfach als epigenetische hydrothermale Mineralisationen erscheinen. Nur die Anwendung eines breiten Spektrums geeigneter Labormethoden erlaubt eine richtige Zuordnung. Es wird erwartet, daß zukünftige Forschung dadurch wesentliche Fortschritte erzielt, daß die Entwicklung metamorpher Komplexe in Zeit und Raum quantitativ untersucht wird, ähnlich wie jene sedimentärer Becken in der modernen Erdölgeologie.

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

Further analyses of radiogenic minerals from the Bidjovagge gold-copper deposit,Finnmark, Northern Norway

Summary We recently reported U/Pb and Sm/Nd dates on davidite from albitic felsites hosting the gold-copper mineralization of the Bidjovagge gold-copper deposit of northern Norway (69°17N, 22°29E). Isotopic dating of the north-south trending Proterozoic Kautokeino greenstone belt host rocks is sparse and confirmation of the dates was desirable, since the U/Pb data in particular were highly discordant and therefore somewhat uncertain.We have now supplemented the earlier measurements with U/Pb dating of uraninite from the felsites. The new uraninite data yield a well defined upper intersection with the concordia at 1837 ± 8 Ma, somewhat younger than the age of 1885 ± 18 Ma obtained on the davidites. The fact that the two minerals are apparently different in age lends support to the suggestion of a metamorphic origin of this deposit since a rather long period of cooling subsequent to metamorphism is indicated.

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Weitere Analysen von radiogenen Mineralen aus der Bidjovagge, Gold-Kupfer Lagerstätte, Finnmark, Nord-Norwegen

Zusammenfassung Wir haben erst kürzlich über U/Pb and Sm/Nd Daten von Davidit aus Albit-reichen, felsischen Gesteinen, in denen die Gold-Kupfer Mineralisation der Bidjovagge GoldKupfer Lagerstätte in Nord-Norwegen (69°17N, 22°29E) aufsitzt, berichtet. Es gibt wenige Isotopen-Datierungen der Gesteine, des N-S streichenden, proterozoischen Kautokeino Greenstone Belt. Außerdem ist eine Bestätigung der existierenden Daten wünschenswert, denn die bisherigen U/Pb Daten sind sehr widersprüchlich und unklar.Nun konnten wir die früheren Messungen mit U/Pb Daten von Uraninit aus den felsischen Gesteinen ergänzen. Die neuen Daten ergeben einen gut definierten Schnitt mit der Konkordia bei 1837 ± 8 Millionen Jahre, und sind damit etwas jünger als das von den Daviditen stammende Alter von 1885 ± 18 Millionen Jahre. Die Tatsache, daß diese beiden Minerale ein offensichtlich unterschiedliches Alter zeigen, unterstützt die Ansicht, daß die Lagerstätte metamorphen Ursprungs ist, wobei eine lange Periode der Abkühlung nach der Metamorphose zu vermuten ist.

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With 3 Figures     

Carbonaceous matter in sulphide ores from Mount Isa and McArthur River: An investigation using the electronprobe and the electron microscope

Carbonaceous matter, which constitutes up to 1% by weight of McArthur River and Mount Isa sulphide ores, occurs both as relatively large discrete flakes and as dispersed films. The flakes, observed on freshly fractured surfaces in the electronprobe, show no clearcut association with other elements. The dispersed films are probably closely related to fine-grained framboidal pyrite, although direct observation in the electron microscope is possible only after demineralization of the original ores. The organic matter in McArthur River ore (84% carbon) is in general more diffusely distributed within the ore than the graphitic material (93% carbon) in the Mount Isa ores. The nature and distribution of carbonaceous matter in these ores is consistent with their genesis under low temperature, sedimentary conditions. — The analytical methods are carefully considered.

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Zusammenfassung Die organische Substanz, die bis zu 1 Gewichtsprozent der McArthur River-und Mount Isa Sulfiderze ausmacht, kommt sowohl in der Form von verhältnismäßig großen begrenzten Flocken als auch dispersen Schichten vor. Die frisch gebrochene Oberfläche der Flocken, mit der Elektronensonde untersucht, zeigt keine eindeutige Beziehung zu anderen Elementen. Die dispersen Schichten sind wahrscheinlich nahe verwandt mit feinkörnigem framboidalem Schwefelkies, obwohl eine direkte Beobachtung im Elektronenmikroskop erst nach der Entmineralisierung der ursprünglichen Erze möglich ist. Das ornische Material im McArthur River Erz (84% Kohlenstoff) ist im allgemeinen stärker verstreut innerhalb des Erzes als das graphitische Material (93% Kohlenstoff) in den Mount Isa Erzen. Die Art und Verteilung der carbonischen Substanz in diesen Erzen entspricht ihrer Entstehung bei niedriger Temperatur und sedimentären Bedingungen. — Auf die analytischen Methoden wird genau Bezug genommen.

     

Petrogenesis of Eclogite inclusions in the Moses Rock dyke,Utah, U.S.A.

Summary A detailed electron microprobe study of the mineralogy of fifteen eclogites from the Moses Rock kimberlitic dyke, Utah, has demonstrated complexity in compositional zoning of minerals. Most of the eclogites examined are of the almandine-jadeite type and zonal and irregular variation in grossular content of garnet and acmite, jadeite and diopside-hedenbergite content of pyroxene produce large uncertainties in temperature estimates based on Fe/Mg partitioning between garnet and clinopyroxene. Zoning pattems of increasingX _Mg in both clinopyroxene and garnet, and increasingX _Jd in clinopyroxene, suggest the introduction of Mg and Na throughout the evolution of these essentially bimineralic assemblages. Averaged data yield temperatures from 340°C to 500°C at 10 kbar for compositions of rims of coexisting garnet and clinopyroxene. Two samples contain pyrope-rich gamets but coexisting pyroxenes are extremely magnesian and temperatures of equilibration of both primary omphacite-pyrope and secondary omphacite-almandine/pyrope-chlorite are only slightly higher (500–650° at 10 kbar) than those for almandine jadeite eclogites and estimates overlap with those of some examples of the latter type. Unlike the majority of almandine-jadeite eclogites, two examples contain garnets with almandine-cores and pyrope-rich rims without accompanying variation in grossular content. The simple interpretation of these samples as evidence of garnet growth during prograde metamorphism is precluded by complex zoning in coexisting clinopyroxene. The eclogites provide evidence for the presence of a metamorphic terrane including rocktypes resembling those of blueschist terranes beneath the Colorado Plateau but do not permit deduction of theP,T path by which such rocktypes reached theirP,TT-conditions (10 kbar, 400–600°C) of metamorphism.

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Petrogenese von Eklogit-Einschlüssen im Moses Rock Dyke, Utah, U.S.A.

Zusammenfassung Eine detaillierte Studie der Mineralogie von fünfzehn Eklogiten vom Moses Rock Kimberlit-Dyke (Utah) mittels mikrosonde zeigte komplexe Zonierung der Zusammensetzung der Minerale. Die meisten der untersuchten Eklogite gehören zum Almandin-Jadeit-Typ; zonare und irreguläre Variationen der Grossularkomponente der Granate und der Akmit-, Jadeit- und der Diopsid-Hedenbergitkomponenten der Pyroxene resultieren in großen Unsicherheiten bei Temperaturabschätzungen auf der Basis von Fe/Mg-Verteilungen zwischen Granat und Clinopyroxenen. Durchschnittswerte von Randzonen koexistierender Granate und Clinopyroxene ergeben Temperaturen von 340°C bis 500°C für 10 kb.Zwei Proben enthielten pyropreichen Granat, die koexistierenden Clinopyroxene sind extrem Mg-reich und die Gleichgewichtstemperaturen sowohl von primärem Omphacit-Pyrop als auch von sekundärem Omphacit-Almandin/Pyrop-Chlorit sind nur geringfügig höher (500°–600°C bei 10 kb) als die für Almandin-Jadeit-Eklogite; die Schätzungen überlappen mit denen von einigen Proben des letzteren Typs.Im Gegensatz zur Mehrheit der Almandin-Jadeit-Eklogite enthalten zwei Proben Granate mit almandinreichen Kernen und pyropreichen Rändern ohne gleichzeitige Schwankungen im Grossulargehalt. Eine einfache Interpretation dieser als Beweis für Granatwachstum während prograder Metamorphose muß jedoch ausgeschlossen werden, da die koexistierenden Clinopyroxene komplex zoniert sind.Die Eklogite können als Beweis angesehen werden für das Vorhandensein eines metamorphen Bereichs unter dem Colorado-Plateau, der Gesteinstypen enthält, die denen der Glaukophanschieferfacies ähneln. Es können jedoch keine Aussagen über denP-T-Weg gemacht werden, über den diese Gesteinstypen ihre heute feststellbarenP-T-Bedingungen (400°–600°C, 10 kb) erreicht haben.

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With 7 Figures     

Water-rock interaction in a zone of lateral flow: A natural example from the active geothermal field and gold-mineralized zone of Beppu (Kyushu Island,Japan)

Summary Beppu is a water-dominated active geothermal system in Kyushu (Japan). Gold mineralization exists in places within altered Pleistocene volcanites in the southernmost part of this field. A shallow 300 m well was drilled in an alluvial fan deposit made up of unsorted volcanic clasts of andesite and dacite. Water and core samples were collected and a temperature log was carried out. In the depth range of 150-230 m and at temperatures of 126-148° C the main authigenic minerals are quartz, calcite, K-feldspar, mixed layers illite/smectite, stilbite and pyrite. The chemical data of the waters indicate that mixing occurs between shallow bicarbonate waters and deep Na-Cl geothermal waters in the outflow zone. The authigenic mineral assemblages found in the well are analogous to those found in the epithermal gold deposits of southern Kyushu. Au concentration data for the hydrothermal springs of Beppu (0.53 g/kg) indicate that the fluids found in the borehole at 148° C could theoretically deposit gold. It is reasonable to hypothesise that a process of mixing between deep Na-Cl fluids and shallow Ca-HCO₃-SO₄ fluids were responsible for massive silicate deposition, accompanied in places by Au mineralizations.

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Wasser-Gesteins-Wechselwirkung in einer Zone lateraler Fließbewegung: ein natürliches Beispiel aus der aktiven Geothermal-Golderz-Zone von Beppu (Kyushu, Japan)

Zusammenfassung Beppu ist ein geothermales System auf der Insel Kyushu, Japan, in der Wasser die dominante Rolle spielt. Goldvererzungen treten stellenweise in umgewandelten pleistozänen Vulkaniten im südlichsten Teil des Gebietes auf. Ein 300 m tiefes Bohrloch wurde in einem alluvialen Sedimentations-Fächer, der aus unsortierten vulkanischen Klasten, aus Andesit und Dazit besteht, niedergebracht. Wasserproben und Kernproben wurden genommen und die Temperaturen im Bohrloch systematisch gemessen. In Tiefen von 150–230 m und bei Temperaturen von 126–148°C sind die wichtigsten autigen gebildeten Minerale Quarz, Calcit, K-Feldspat, Illit/Smectit, Stilbit und Pyrit. Der Chemismus der Wässer zeigt, daß eine Mischung zwischen seichten Bikarbonat-Wässern und aus der Tiefe stammenden Na-Cl geothermalen Wässern erfolgt. Die autigenen Mineralassoziationen in diesem. Bohrloch sind vergleichbar mit denen in epithermalen Goldlagerstätten des südlichen Kyushu. Auf der Basis von existierenden Goldkonzentrationsdaten für die hydrothermalen Quellen auf Beppu (0.53 g/kg) läßt sich zeigen, daß die Fluide, die in dem Bohrloch bei 148 angetroffen wurden, theoretisch Gold absetzen könnten. Daher läßt sich die Theorie vertreten, daß Mischungsvorgänge zwischen einem aus der Tiefe stammenden Na-Cl Fluid und einem oberflächennahen Ca-HCO₃-SO₄ Wasser für die massive Silikatausscheidung verantwortlich waren, die stellenweise von Goldmineralisation begleitet wurden.

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Contribution No 4. Foreign Visiting Scientist Section, Beppu Geophysical Research Laboratory, Kyoto University.

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

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

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

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

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

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With 13 Figures     

Nature and origin of nodular textures in anorthositic cumulates from the East Bull Lake Intrusion,Ontario, Canada

Summary Nodular anorthosite, containing rounded aggregates (nodules) of plagioclase set in a gabbroic to pyroxenitic matrix, is developed in constrictions (< 500 m wide) within the central and eastern parts of the Early Proterozoic East Bull Lake Intrusion, central Ontario, Canada. The nodules typically occur as spherical to ovoidal aggregates ranging from 1 cm to 14 cm in diameter. Larger nodules are physical agglomerations of smaller nodules that formed in isolation. Plagioclase core compositions for the nodules display little variation in anorthite content (An_68–75), indicating a homogeneous and nonfractionating parent magma during the initial stages of nodule development.The restricted occurrence of the nodular anorthosite is consistent with a model in which the nodules formed in response to elevated degrees of undercooling within dike-like constrictions in the proto-chamber. Undercooling resulted in the rapid nucleation and growth of plagioclase upon pre-existing plagioclase phenocrysts (disequilibrium crystallization). The resultant primary nodules then aggregated together forming secondary nodules, possibly through an agglomeration process involving a Mg-Fe-rich residual liquid. Migration of some of this relatively dense liquid out of the nodular anorthosite unit during the final stages of consolidation resulted in compaction and promoted the formation of large tertiary nodules.

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Zusammensetzung und Entstehung nodularer Texturen in anorthositischen Kumulaten von der East Bull Lake Intrusion, Ontario, Canada

Zusammenfassung Nodulare Anorthosite, die gerundete Aggregate (nodules) von Plagioklas in einer gabbroischen pyroxenitischen Matrix enthalten, kommen in beschränkten Bereichen (weniger als 500 m breit) in zentralen und östlichen Teilen der frühproterozoischen East Bull Lake Intrusion im zentralen Ontario, Canada, vor. Die Nodules liegen vorwiegend als kugelförmige bis ovoidale Aggregate vor, deren Durchmesser von 1 bis 14 cm schwankt. Größere Nodules sind aus Gruppen von aneinander gelagerten kleineren Nodules entstanden. Die Zusammensetzung von Plagioklaskernen in den Nodules zeigen geringe Variationen im Anorthit-Gehalt (An_68–78), und dies weist auf ein homogenes und nicht fraktioniertes Ursprungsmagma während der ersten Stadien der Nodule-Entwicklung hin.Das beschränkte Vorkommen des nodularen Anorthosits läßt sich durch ein Modell erklären, in dem die Nodules als Reaktion auf Unterkühlung innerhalb gangartiger Bereiche in der Proto-Magmenkammer entstehen. Unterkühlung resultierte in rascher Nukleation und im Wachstum von Plagioklas auf präexistierenden Plagioklaskristallen (Ungleichgewichts-Kristallisation). Die resultierenden primären Nodules verbinden sich dann und bilden sekundäre Nodules, möglicherweise durch einen Prozeß, der eine Mg-Fe-reiche Restschmelze involviert. Migration von einem Teil dieser relativ dichten Schmelze aus der nodularen Anorthosit-Einheit während der Endstadien der Verfestigung führte zur Kompaktion und erleichterte die Bildung von großen tertiären Nodules.

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With 4 Figures     

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     

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     

Zum Einfluß einiger Gefügeparameter auf die Würfeldruckfestigkeit der Granite

ZusammenfassungZum Einfluß einiger Gefügeparameter auf die Würfeldruckfestigkeit der Granite Die Möglichkeit, die physikalischen Eigenschaften des Festkörpers durch einige Gefügeparameter zu erfassen, wird in der vorliegenden Arbeit erörtert.Anhand der Bestimmung der Druckfestigkeitswerte der Granitproben und der Oberflächen-und Volumendichte zwischen deren Mineralen wird gezeigt, daß die Druckfestigkeit des Gesteins mit steigender Oberflächendichte der Minerale zunimmt und daß die Volumendichte der einzelnen Minerale für die Druckfestigkeit keine Bedeutung hat.Die Ergebnisse können ferner die Bedeutung einiger metrischer und stereologischer Methoden für quantitative Erfassung von physikalischen Eigenschaften, von Gesteinsgefügen und vom modalen Mineralbestand zeigen.

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SummaryInfluence of Some Structural Parameters on the Compressive Strength of Granite The present paper discusses and illustrates the possibility of characterizing strength properties of rock by structural parameters.Tests including the determination of the compressive strength of granites and the surface and volume densities of their minerals indicated that the compressive strength increases with increasing surface density of the minerals, whereas no significant influence of the volume density of the individual minerals was found.

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RésuméL'influence de quelques paramètres structuraux sur la résistance à la compression de granite Dans cet article l'auteur montre les relations entre les propriétés physiques des corps solides et certains paramètres de texture.Par l'étude de la resistance à la compression des granites et de la densité superficielle et volumétrique des minéraux on montre que la résistance à la compression des roches croît avec l'augmentation de la densité superficielle des minéraux, alors que la densité volumétrique des minéraux individuels, à cet égard, n'est pas significative.Par conséquent ces résultats démontrent l'importance que peuvent avoir les méthodes métriques et stéréologiques pour décrire d'une manière quantitative les propriétés physiques, les propriétés de textures et d'analyse modale des roches.

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Für wertvolle Anregungen, Hinweise und Korrekturen bin ich Herrn Prof. Dr. G. C. Amstutz und Herrn Dr. H. Giger sehr dankbar.

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Mit 5 Abbildungen