Late magmatic to subsolidus coronas in gabbroic rocks from the sila massif (Calabria,Italy)

Summary Corona textures between olivine and plagioclase or orthopyroxene and plagioclase are present in Hercynian gabbroic rocks from the Calabrian Sila Massif. They have been studied through optical and SEM investigations together with EDS and WDS analyses. Textural features indicate the existence of two extreme corona types formed during late magmatic stages or during subsolidus cooling. Magmatic coronas are characterized by an inner orthopyroxene layer and an outer orange-brown amphibole layer that might be in optical continuity with orthopyroxene and amphibole poikilites respectively. Subsolidus coronas consist of an inner layer of colourless amphibole and an outer layer of amphibole ± spinel. They sometimes form a collar also around plagioclase enclosed in olivine. A large spectrum in the composition of corona amphiboles from Ti-bearing pargasite to Mg-hornblende was observed. The variation in Ti content of amphibole was interpreted as a consequence of the different conditions of crystallization from late magmatic to subsolidus with temperatures ranging from 880°C to 580°C. The significant gahnite component in spinel possibly indicates that subsolidus reactions occurred in an open system. The pressure of formation constrained by the mineral assemblage of metamorphic basement rocks and by the neighbouring diorites has been estimated at 4 kbar.

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Spätmagmatische und Subsolidus-Koronatexturen in gabbroiden Gesteinen des Sila Massives (Kalabrien, Italien)

Zusammenfassung In herzynischen gabbroiden Gesteinen des Sila Massives in Kalabrien treten Korona-texturen zwischen Olivin und Plagioklas oder Orthopyroxen und Plagioklas auf. Diese wurden mittels optischer Methoden und SEM in Verbindung mit EDS und WDS Analytik untersucht. Textureile Kriterien belegen die Existenz zweier verschiedenartiger Koronatypen die während deospätmagmatischen Stadiums oderwährend der Abkühlung lung im Subsolidus Bereich gebildet wurden. Die magmatischen Koronatexturen sind durch eine innere Othopyrozenschicht und eine äußere orange-braune Ampkibolschicht gekennzeichnet, die in optischer Kontinuatät Orthopyroxen bzw. Amphibihol-poikilitn steht. Subsolidus-Koronas bestehen aus einer inneren Lage eines farblosen Amphiboles und einer äußeren Schicht von Amphibol ± Spinell. Bisweilen umgeben sie ringförmig in Olivin eingeschlossenen Plagioklos. Die Amphibolzusammensetzung in diesen Koronas variiert stark von Ti-führendem Pargasit bis Mg-Hornblende. Die Streubreite dumTi-Gehaltes der Amphibole wird durch unterschiedliche Kristallisations-bedingungen während des spätmagmatischen bis Subsolidusstadiums (880°C bis 550°C) interpretiert. Die signifikante (Gahnitkomponente des Spinells weist auf Subsolidusreaktionen in einem offenen System hin. Der Bildungsdruck, ablegeit aus der Mineral-vergesellschaftung der metamorphen Basementgetsteine und der benachbarten Diorite, wird mit 4kb abgeschätzt.

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With 3 Figures     

Der Eukrit von Stannern

Zusammenfassung Die Beobachtungen beim Fall des Meteoriten von Stannern am 22. Mai 1808 werden zusammenfassend dargestellt. Der Eukrit von Stannern besitzt eine Porosität von 15 % und besteht nach mikroskopischen Beobachtungen aus ophitischen und brecciösen Partien, welche 33 Vol.-% Bytownit (An₈₄),11 Vol.-% Hypersthen (Fs₅₅), 49 Vol.-% Pigeonit (Fs₅₅En₃₅Wo₁₀), etwa 5 Vol.-% Quarz und geringere Mengen von Ilmenit, Troilit und Chromit enthalten. Alle these Mineralien werden näher beschrieben. Eine neue chemische Analyse wird mitgeteilt, die mit dem mikroskopischen Befund gut übereinstimmt. Aus einer Schmelze bildeten sick zuerst Bytownit und Hypersthen in nahezu eutektischem Mengenverhältnis. Danach wurde der Hypersthen unter gleiehzeitiger starker mechanischer Beanspruchung des ganzen Gesteins (Breccienbildung) zum größten Teil in Pigeonit umgewandelt und es kam zusätzlicher Pigeonit zur Abscheidung. Nach Abschluß der Breccienbildung entstanden als letzte Bildungen Quarz, Ilmenit und Troilit. In den letzten Phasen der Bildung spielten möglicherweise flüchtige Bestandteile eine Rolle, die heute nicht mehr im Meteoriten vorliegen. Die chemische Zusammensetzung des Eukrits von Stannern und die der übrigen Careichen Achondrite wird mit der der Chondrite und irdischen Basalte verglichen und es werden mögliche genetische Zusammenhänge diskutiert. Jedenfalls können Eukrite und Howardite nur auf nicht zu kleinen planetarisehen Körpern entstanden sein, wo Kristallisationsdifferentiation und lanusame Abkiihlung möglich waren. Die in der Atmosphäre gebildete Schmelzrinde der Steine von Stannern enthält viele Blasen, die durch des Sieden der Silikatschmelze erzeugt wurden. Aus dem Dampf schlug sick bei der Abkühlung in den Blasen und auf der Außenseite der Steine Wollastonit ab. Im Glas entstanden geringe Mengen Enstatit oder Klinoenstatit.     

Textures in a poikilitic olivine gabbro cumulate: Evidence for supercooling

Summary Supercooling of repeated influxes of high-MgO ( 13.5 wt% MgO) tholeiitic magma emplaced along the floor of the Kap Edvard Holm magma chamber led to the formation of fine grained, intraplutonic quench zones that define the bases of 12 macrorhythmic units. The quench zones grade upwards into poikilitic cumulates containing olivine dendrites, suggesting supercooling by 40°C. Supercooling led to early, precumulus crystallization of metastable, non-equilibrium plagioclase, followed by co-precipitation of cumulus plagioclase and olivine. Later nucleation of clinopyroxene followed by rapid growth led to crystallization of zoned oikocrysts during the cumulus stage, followed by postcumulus overgrowth and crystallization of discrete intercumulus grains. At least four generations of plagioclase crystals appear to be preserved.

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Gefüge in einem poikilitischen Olivingabbro-Kumulat: Hinweis auf Unterkühlung

Zusammenfassung Unterkühlung von mehrmals nachströmendem MgO-reichen (ca. 13,5 Gew.% MgO), tholeiitischen Magma, das sich am Boden der Magmenkammer vom Kap Edvard Holm sammelte, führte zur Bildung von feinkbrnigen Zonen mit Abschreckungsgefüge, die jeweils die Basis von 12 makrorhythmischen Einheiten bilden. Diese Zonen gehen im Hangenden in poikilitische Kumulate über, die Olivin-Dendriten enthalten, was auf eine Unterkühlung um ca. 40°C hindeutet. Die Unterkühlung führte zu einer frühen präkumulativen Kristallisation von metastabilem, nicht im Gleichgewicht befindlichem Plagioklas, gefolgt von gleichzeitiger Präzipitation von Kumulus-Plagioklas und -Olivin. Eine spätere Keimbildung von Klinopyroxen, die von raschem Wachstum abgelöst wurde, führte während der Akkumulation zur Kristallisation von zonierten Oikokrysten. Danach folgte eine postkumulative Überwachsung und die Kristallisation von Einzelkörnern in den Zwischenräumen. Zumindest vier Generationen von Plagioklaskristallen scheinen erhalten zu sein.

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With 5 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     

Estimation of the pressure of crystallization and H2O content of MORB and BABB glasses: calibration of an empirical technique

Summary We present an empirical technique for estimating crystallization pressure and H₂O content of MORB and BABB glasses using glass major element compositions alone. This technique is based on models describing 1 atm mineral — basaltic melt equilibria for olivine (ol), plagioclase (pl), and clinopyroxene (cp) which allow calculation of liquidus temperatures for each mineral on the basis of melt composition alone. A necessary requirement for using the proposed technique is cosaturation of glasses with of andpl for estimation of H₂O contents, and withol andcp for estimation of crystallization pressures. Mineralogical criteria can be used to assess cosaturation.The following logic is employed:Calculated temperatures ofol, pl andcp liquidus must be the same for a glass which represents a quenched melt which crystallized these minerals at 1 atm. The effect ofpl, forcingcp to appear earlier on the liquidus. For higher-pressure crystallization, calculated 1 atm temperature forcp must be lower than that forol due to stronger dependence ofcp crystallization temperature on pressure. Thus the difference between calculated 1 atm liquidus temperatures forol andcp must reflect crystallization pressure. It is well known that H₂O can depress crystallization temperature ofpl compared to those ofol andcp. Thus forol-pl saturated H₂O-bearing melts, calculated 1 atm anhydrous temperatures forpl must be higher than those forol, and the difference between calculated anhydrous 1 atm liquidus temperatures forpl andol must reflect melt H₂O content. p ]As the results of this technique are entirely dependent on the quality of glass major element analyses, we emphasize that application of this method to a single glass analysis can lead to erroneous results. A preferable approach is to obtain a statistically meaningful number of glass analyses for each suite and use averages. We also emphasize the danger of extrapolation of our technique to compositions beyond the MORB — BABB compositional range.

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Die Kalibration einer empirischen Technik zur Abschätzung des Kristallisationsdruckes und des H₂O-Gehaltes von MORB und BABB Gläsern

Zusammenfassung Wir präsentieren eine empirische Methode zur Abschätzung des Kristallisationsdruckes und des H₂O-Gehaltes von MORB und BABB Gläsern, wobei auschließlich die Hauptelementzusammensetzung der Gläser benützt wird. Diese Methode beruht auf Modellen, die die Schmelzgleichgewichte zwischen Olivin (ol), Plagioklas (pl) und Klinopyroxen (cp) bei 1 atm beschreiben und die die Berechnung der Liquidus- Temperaturen für jedes dieser Minerale auf Basis der Schmelzzusammensetzung erlauben. Eine notwendige Voraussetzung zur Anwendung dieser Technik für die Abschätzung des H₂O-Gehaltes ist die Sättigung der Gläser bezüglich of undpl bzw. für die Abschätzung des Kristallisationsdruckes bezüglichol undcp. Mineralogische Kriterien können zur Abschätzung der Sättigung herangezogen werden.Die folgende Logik wird angewendet:Die berechneten Liquidus-Temperaturen vonol, pl undcp müssen gleich sein wie für ein Glas, das abgeschreckte Schmelze repräsentiert aus dem diese Minerale bei 1 atm kristallisiert sind. Der Einfluß des Druckes resultiert hauptsächlich in einer Erhöhung dercp Kristallisations-Temperatur, im Vergleich zu der vonol undpl, wodurchcp gezwungen wird früher am Liquidus zu erscheinen. Für Kristallisation unter höherem Druck muß, als Folge der stärkeren Abhängigkeit dercp Kristallisationstemperatur vom Druck, die für 1 atm berechnete Temperatur voncp daher niedriger sein als die fürol. Die Differenz zwischen den bei 1 atm berechneten Liquidus-Temperaturen fürol undcp müssen daher den Kristallisationsdruck widerspiegeln. Es ist bekannt, daß H₂O die Kristallisationstemperatur vonpl im Vergleich zuol undcp herabsetzt. Fürol-cp gesättigte H₂O-führende Schmelzen muß daher die bei 1 atm und unter wasserfreien Bedingungen berechnete Temperatur vonpl höher sein als die fürol. Die Differenz zwischen diesen berechneten Temperaturen fürpl undol ergibt daher den H₂O-Gehalt der Schmelze. p ]Da die Ergebnisse dieser Methode ausschließlich von der Qualität der Hauptelementanalysen der Gläser abhängen, weisen wir darauf hin, daß die Verwendung einer einzigen Glasanalyse zu falschen Ergebnissen führen kann. Die Verwendung von Mittelwerten, berechnet aus einer statistisch gesicherten Anzahl von Glasanalysen, wird daher bevorzugt. Wir weisen außerdem auf die Gefahr der Extrapolation dieser Technik auf Zusammensetzungen außerhalb des MORB—BABB Bereiches hin.

     

Pyroxene mineral chemistry of the Jinchuan intrusion,China

Summary Chemical compositions of orthopyroxene and clinopyroxene from the Jinchuan ultramafic intrusion have been obtained by electron microprobe analysis. The Mg number (MgO/(MgO + FeO)) for both pyroxenes falls within narrow ranges, 82–87 for clinopyroxene and 81–85.5 for orthopyroxene, suggesting limited magma differentiation in regard to the present igneous body. The Al₂O₃ content ranges from 2.44 wt.% to 4.43 wt.% and increases with decreasing Mg of the pyroxenes, i.e., with the more evolved magma. This is attributed to the relatively greater effects of Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃ and Fe₂O₃ than that of SiO₂ on pyroxene crystallization.Negative linear relationships between Ti⁴⁺ and Si⁴⁺, and Al³⁺ and Si⁴⁺ characterize the pyroxenes. In clinopyroxene, regression of Si⁴⁺ versus Al³⁺ results in a straight line with a slope of –1.012, indicating that the decrease of Si⁴⁺ in the crystal structure is matched by an increase only in tetrahedral Al³⁺; octahedral Al³⁺ has remained relatively constant. The negative linear relationship between Ti⁴⁺ and Si⁴⁺ in clinopyroxene reflects either a greater tendency of Ti⁴⁺ to occupy octahedral sites than Al³⁺, or that replacement of Al³⁺ for Si⁴⁺ demands a more efficient charge balance. The scatter in plots of Ti⁴⁺ versus Si⁴⁺ for orthopyroxene indicates that charge balance is not as critical as structure symmetry.The crystallization temperature of pyroxene is calculated to be 1108–1229°C usingWood andBanno's (1973) two pyroxene thermometer, and is within 40°C of that calculated fromWells's (1977) thermometer. The distribution coefficient (Kd) for Mg²⁺ and Fe²⁺ between clinopyroxene and orthopyroxene is estimated to be 0.86, which is higher than that of the other intrusions and lower than that of mantle nodules, but still falls within their Kd-1/T trend. This suggests that the Kd value of pyroxene is controlled mainly by temperature.

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Mineralchemie der Pyroxene der Jinchuan-Intrusion, China

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung von Orthopyroxenen und Klinopyroxenen aus der ultramafischen Jinchuan Intrusion wurden mit der Mikrosonde bestimmt. Die Mg-Zahl (MgO/(MgO + FeO)) beider Pyroxene liegt innerhalb enger Grenzen, 82–87 für Klinopyroxen und 81–85.5 für Orthopyroxen. Dies weist auf beschränkte magmatische Differentiation der Intrusion hin. Der Al₂O₃-Gehalt liegt zwischen 2.44 Gew.%. und 4.43 Gew.%. und nimmt mit der abnehmenden Mg-Zahl der Pyroxene ab, d.h. mit dem mehr entwickelten Magma. Dies wird damit erklärt, daß Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃ und Fe₂O₃ einen größeren Einfluß auf die Kristallisation der Pyroxene ausüben als SiO₂.Die Pyroxene werden durch negative lineare Beziehungen zwischen Ti⁴⁺ und Si⁴⁺, sowie Al³⁺ und Si⁴⁺ charakterisiert. In Klinopyroxenen resultiert die Regression von Si⁴⁺ gegen Al³⁺ in einer geraden Linie mit einer Neigung von –1.012. Dies weist darauf hin, daß die Abnahme der Si⁴⁺ Gehalte in die Kristallstruktur durch Zunahme von ausschliesslich tetraedrischem Al³⁺ kompensiert wird; oktaedrisches Al³⁺ ist relativ konstant geblieben. Die negative lineare Beziehung zwischen Ti⁴⁺ und Si⁴⁺ in Klinopyroxenen geht entweder auf eine stärkere Tendenz des Ti₄O₂, oktaedrische Plätze zu besetzen zurück, oder darauf daß ein Ersatz von Al³⁺ für Si⁴⁺ einen effizienteren Ladungsausgleich verlangt. Die unregelmäßige Verteilung der Plots von Ti⁴⁺ gegen Si⁴⁺ in Orthopyroxenen läßt erkennen, daß Ladungsausgleich hier nicht so kritisch ist wie die Symmetrie der Struktur.Die Kristallisationstemperatur der Pyroxene wurde mit dem Zwei Pyroxenthermometer nachWood undBanno (1973) mit 1108–1229°C bestimmt. Diese Werte liegen innerhalb von 40°C des vonWells (1977) berechneten. Der Verteilungskoeffizient (Kd) für Mg²⁺ und Fe²⁺ zwischen Klinopyroxen und Orthopyroxen wird auf 0.86 berechnet; das ist höher als der aus anderen Intrusionen und niedriger als der von Mantelxenolithen, fällt aber immer noch innerhalb des Kd-1/T Trends derselben. Dies legt den Gedanken nahe, daß der Kd Wert der Pyroxene hauptsächlich durch Temperatur bestimmt wird.

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With 6 Figures     

Low-pressure evolution of basalt sills from Bore-Holes in the Paranà basin,Brazil

Summary Basalt sills (up to 200 metres thick) of tholeiitic and transitional chemistry are widespread in the Paleozoic sedimentary rocks of the Paranà basin. They closely correspond in composition to the overlying Lower Cretaceous flood basalts, and are systematically characterized by pigeonite.All sills underwent low-pressure evolurionary processes (ca. 1 kb; max. depth of intrusion about 3000 metres), essentially throughin situ crystallization of plagioclase, pyroxene, magnetite, and olivine, leading to the formation of quartz-alkali feldspar intergrowths. Mass-balance calculations indicate that differentiation proceded essentially under closed system conditions and imply a major role of Ca-rich pyroxene (liquidus phase) consistent with petrographic data.Bulk rock compositions of the sills distinguish the Paranà Lower Cretaceous magmatism into northern and southern regions characterized by high- and low-TiO₂ contents, respectively.

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Die Entwicklung von Basalt-Gängen aus dem Paranà-Becken, Brasilien: Ergebnisse der Untersuchung von Bohrkernen

Zusammenfassung Basaltische Sills von tholeiitischer und Ubergangszusammensetzung sind in paläozoischen Sedimentgesteinen des Paranà-Beckens weit verbreitet. Sie können bis zu 200 m mächtig werden. In geochemischer Hinsicht sind sie mit den darüberliegenden Plateau-Basalten unterkretazischen Alters eng verwandt und durch das Auftreten von Pigeonit charakterisiert.Alle Sills haben in niedrigen Druckbereichen (maximale Intrusionstiefe ca. 3000 m) eine Kristall-Fraktionierung durchgemacht, wahrend der es hauptsächlich zurin situ-Kristallisation von Plagioklas, Pyroxen, Magnetit und Olivin kam. Dies führte zur Bildung von Verwachsungen aus Quarz und Alkalifeldspat. Massenbilanz-Berechnungen zeigen, daß die Differentiation im wesentlichen in einem geschlossenen System stattfand, und bestätigen die petrographischen Beobachtungen, nach denen Ca-reicher Pyroxen als Liquidus-Phase eine bestimmende Rolle spielte. Die chemische Pauschalzusammensetzung der. Sills untermauert die Annahme einer Trennung des Paranà-Magmatismus in eine nördliche und eine südliche Zone, welche jeweils durch hohe bzw, niedrige TiO₂-Gehalte gekennzeichnet sind.

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With 11 Figures     

Die Petrologie der Diorite im Nördlichen Waldviertel,Niederösterreich

Zusammenfassung Die intermediären bis basischen Plutonite des Nördlichen Waldviertels aus dem Raum Gebharts-Pfaffenschlag werden petrologisch untersucht und ihre Genese sowie ihr möglicher Zusammenhang mit den großen granitischen Intrusionen dieses Bereiches diskutiert. Nach Mineralbestand und Chemismus können diese basischen Gesteine im Wesentlichen als Quarzmonzodiorite und Quarzmonzonite klassifiziert werden. Es wird gezeigt, daß diese Plutonite trotz variablem Chemismus einen weitgehend ähnlichen Entwicklungstrend aufweisen. Die Kristallisationsfolge beginnt je nach Ausgangschemismus mitOpx undKpx; mit steigendemP _H2O erfolgte eine vollständige Uralitisierung der Pyroxene unter Bildung von Anthophyllit oder Mg- und Ca-Amphibolen. Der Abbau von Cummingtonit zu Biotit sowie die Verdrängung von Korund durch Margarit und die Bildung von Diaspor aus Spinell in Resorptionsschlieren spricht für eine langsame Abkühlrate unter kontrolliertenP _H2O-Bedingungen. Die untersuchten dioritischen Gesteine werden aufgrund ihrer tieftemperierten Umwandlungsreaktionen als synorogene Intrusionen angesehen, wobei einP _H2O 3 kb P _total bei einer angenommenen H₂O-Sättigung der Schmelze einer Mindestintrusionstiefe von 12 km entspricht.Geochemisch sind die untersuchten Massengesteine anhand einiger Element-Quotienten von Krustenmaterial abzuleiten, wobei aber eine Beteiligung von Mantelmaterial nicht ganz ausgeschlossen werden kann. Die Haupt- und Spurenelementgehalte zeigen eine klare Entwicklungstendenz vom Gabbro von Kleinzwettl über Hornblende- und Biotitdiorite und Wolfsegger Granit bis zu den sauren Graniten vom Typus Schrems und Mauthausen und deren Ganggefolge. Daraus läßt sich ableiten, daß speziell die Diorite ein Produkt einer magmatischen Differentiation darstellen und gewissermaßen als basische Vorläufer der jüngeren Granite aufzufassen sind. Aufgrund von Tracht, Habitus und Wachstumstendenz der akzessorischen Zirkone ist allerdings eine direkte genetische Verwandtschaft zwischen den Dioriten (und dem Gabbro von Kleinzwettl) einerseits und den Graniten vom Typus Mauthausen, Schrems und Wolfsegg nicht anzunehmen. Tracht, Habitus und Einschlußtypen der Zirkone der basischen Gesteine schließen dagegen eine genetische Bindung zur Masse des Weinsberger Granites nicht aus. Trotz der sehr deutlichen geochemischen Entwicklungstendenz der untersuchten Massengesteine ist daher eine gewisse Eigenständigkeit der Magmenentwicklung der Diorite und deren gabbroider Vorläufer anzunehmen.

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The petrology of diorites in the northern Waldviertel, lower Austria

Summary The petrology of the intermediate and basic igneous rocks of the northern Waldviertel in the area Gebharts-Pfaffenschlag has been investigated. The genesis of these rocks and their genetic correlation with the big granite intrusions of this area is discussed. These basic igneous rocks can be classified as quartzmonzodiorites and quartzmonzonites.Despite distinct variations in chemical composition the plutonites exhibit a similar crystallization trend. The crystallization sequence starts with the formation ofopx andcpx and depends on the primary chemical composition of the magma. With increasingP _H2O the pyroxenes become completely uralitized favouring the formation of anthophyllite or Mg- and Ca-amphiboles. Both, the degradation of cummingtonite to biotite and the replacement of corundum by margarite as well as the formation of diaspore from spinel in resorption spots point to a slow cooling rate under controlledP _H2O-pressure. Because of their low temperature conversion reactions the investigated dioritic rocks may be interpreted as synorogenic intrusions. AP _H2O 3 kb P _total corresponds to an intrusion depth of 12 km if saturation of H₂O of the magma is supposed.Geochemically the investigated igneous rocks may be compared to crustal material, although participation of mantle material cannot be excluded. The main and trace elements develop a clear crystallization trend from the gabbro of Kleinzwettl, hornblende and biotite diorites and Wolfsegger granite to the acid granites of the Schrems and Mauthausen type and their gangue rocks. From this it may be inferred that especially the diorites are products of magmatic differentiation and may be interpreted as basic precursors of the younger granites. Nevertheless, no direct genetic relationship seems to exist between the diorites (and the gabbro of Kleinzwettl) on the one hand and the granites of Mauthausen, Schrems and Wolfsegg on the other hand. This is proved by crystal habit, shape and growth trends of the accessory zircons of these rocks. However, habit, shape and types of inclusions of the accessory zircons of the basic rocks do not preclude a genetic relationship to the intrusion of the Weinsberger granite. Despite the clear geochemical trend of the igneous rocks investigated a certain uniqueness in the development of the diorites and their gabbroic precursor has to be assumed.

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Mit 11 Abbildungen     

Mineralogical relations and magma mixing in calc-alkaline andesites from lake Atitlán,Guatemala

Summary Quaternary calc-alkaline andesites erupted form three neighboring volcanoes along the Guatemalan volcanic front have mineralogic compositions and textures which show varying degrees of disequilibrium. Basaltic andesites and andesites (SiO₂ % = 50–59), erupted from Atitlán volcano located nearer to the trench, have the lowest degree of disequilibrium. These lavas contain an anhydrous phenocryst assemblage of mildly bimodal plagioclase, olivine, augite opx, and magnetite. Orthopyroxene occurs at the expense of olivine with increasing whole rock SiO₂. Most pyroxene phenocrysts show a trend of Fe enrichment.Andesites from Tolimán (SiO₂% = 53–62) and San Pedro (Si0₂% = 54–67) volcanoes, located further away from the trench, show comparatively high and moderate degrees of disequilibrium, respectively. Tolimán andesites have bimodal plagioclase compositions and textures. Olivine persists with increasing whole rock Si0₂ and lacks clear modal relations with coexisting orthopyroxene and hornblende phenocrysts. When compared to Atitlán andesites, Toliman olivines are more forsteritic and pyroxenes contain higher proportions of Mg-rich rims, though normal zoned phenocrysts occur within the same rock. Tolimán andesite also have lower proportions of phenocrysts to microphenocrysts, more calcic plagioclase groundmass compositions, and higher modal phenocrystic magnetite. San Pedro andesites have disequilibrium assemblages similar to Tolimán andesites but are not as striking.Magma mixing is proposed as the dominant cause for observed disequilibrium. Disequilibrium features are preserved best in Tolimán and San Pedro andesites because inferred durations between mixing and eruption are shortest, and consequently, these mixed andesites more clearly record mafic and silicic endmember compositions. The mafic component is a relatively high temperature, high-Al basalt containing phenocrysts of Mg-rich olivine (Fo = 78–80), calcic plagioclase (An 70–80), augite and titanomagnetite. The silicic component contains quartz, sodic plagioclase (An 40–50), Fe-rich orthopyroxene and titanomagnetite. Short durations between mixing and eruption produce petrographic features which, in part, mimic the effects of increasing PH₂0 in a fractionating magma. Inferred mixing durations for Atitlánn andesites are longer and involve a less-silicic composition. The intervolcano disequilibrium relations suggest that as Si0₂ in a silicic endmember increases, the duration and efficiency of mixing decreases.

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Mineral-Reaktionen und Magma-Mixing in Kalk-Alkali-Andesiten vom Atitlan See, Guatemala

Zusammenfassung Quartäre Kalk-Alkali-Andesite von drei benachbarten Vulkanen aus dem Guatemala Vulkan-Gürtel zeigen anhand ihrer mineralogischen Zusammensetzung und ihrer Textur variierende Bedingungen des Ungleichgewichts. Basalt-Andesite und Andesite (SiO₂% = 50–59), die aus dem dem Trench am nächsten gelegenen Vulkan Atitlan eruptierten, lassen den niedrigsten Grad an Ungleichgewicht erkennen. Diese Laven führen eine Phenokristall-Assoziation bestehend aus leicht bimodalem Plagioklas, Olivin, Augit, Orthopyroxen und Magnetit. In Gesteinen mit steigendem GesamtgesteinsSiO₂, tritt Orthopyroxen auf Kosten des Olivins auf. Die meisten Pyroxene zeigen einen Trend zur Fe-Anreicherung. Andesite vom Toliman (Si0₂% = 53–62) und vom Vulkan San Pedro (Si0₂% = 54-67), die beide weiter vom Trench entfernt liegen, zeigen hohen bzw. mittleren Grad an Ungleichgewicht. Die Toliman Andesite sind durch bimodale Zusammensetzung der Plagioklase und Textur gekennzeichnet. Olivin bleibt auch bei steigendem SiO₂-Gehalt bestehen, und zeigt hinsichlich seiner Zusammensetzung keine Verbindung mit koexistierenden Phenokristallen von Orthopyroxen und Hornblende. Im Vergleich zu den Atitlan Andesiten, weisen Toliman Olivine höheren Forsteritgehalt auf, die Pyroxene zeigen häufiger Mg-reiche Ränder, obwohl normal zonierte Phenokristalle auch im selben Gestein auftreten. Die Toliman Andesite sind durch ein kleineres Verhältnis von Phenokristalle/Mikrophenokristalle, höheren Ca-Gehalt der Matrix-Plagioklase und höheren Gehalt an Magnetit-Phenokristallen gekennzeichnet. Die San Pedro Andesite zeigen Ungleichgewichts-Paragenesen vergleichbar mit denen der Toliman Andesite, jedoch nicht so auffallend. Es ist zu vermuten, da\ Magma-Mixing vorwiegend für die UngleichgewichtsParagenesen verantwortlich ist. Die Toliman- und San Pedro Andesite zeigen die best erhaltenen Anzeichen für Ungleichgewicht, da vermutlich der Zeitraum zwischen Magma-Mixing und Eruption am kürzesten gewesen ist, weshalb diese Andesite die gemischten mafischen bzw. salischen Endglieder am besten widerspiegeln. Das mafische Endglied ist ein Al-reicher Hoch-Temperatur-Basalt, der sich aus Phenokristallen von Mg-reichem Olivin (Fo = 78–80), Ca-reichem Plagioklas (An 70–80), Fe-reichem Orthopyroxen und Titanomagnetit zusammensetzt. Das salische Endglied besteht aus Quarz, Na-reichem Plagioklas (An 40–50), Fe-reichem Orthopyroxen und Titanomagnetit. Aufgrund des kurzen Zeitabstandes zwischen Magma-Mixing und Eruption entstehen petrographische Strukturen, die den Effekt von steigendem PH₂0 in einem fraktionierenden Magma widerspiegeln. Es wird vermutet, da\ bei den Atitlan-Andesiten mehr Zeit zwischen Mixing und Eruption vergangen ist; dies manifestiert sich in einem geringeren Anteil der salischen Komponente. Die Zusammenhänge der Ungleichgewichts-Bedingungen innerhalb eines Vulkans lassen vermuten, daß die Dauer und Intensität des Mixing mit zunehmender salischer Komponente abnimmt.

     

Geochemistry and petrogenesis of the tertiary alkaline volcanic suite of the Labe tectonovolcanic zone,Czech Republic

Summary The Tertiary alkaline, nepheline-normative olivine melanephelinite-basanite-phonolite suite in the Labe tectono-volcanic zone, Czech Republic, displays mineralogical and geochemical features indicative of the presence of products of more than one fractionation series and of more than one parental magma. The Mg- and Ni-rich olivine melanephelinites (ankaratrites), which contain disintegrated lherzolite xenoliths, represent low degree (c. 4%) partial melts of a highly enriched mande source. Many of the abundant basanitic rocks also represent primary or near-primary basaltic melts subject to a small but variable degree Fof olivine fractionation. Other basanites with lower mg-numbers and Mg and Ni contents had a crystallization history involving hornblende and phlogopite.Melaphonolites (tephriphonolites) provide a link between basaltic rocks and phonolites with plagioclase fractionation progressively playing a more significant role. The phonolites represent products of crystallization of highly evolved melts but poor correlation between SiO₂, MgO, CaO, Na₂O and degree of undersaturation as well as between major and trace element contents indicate that a single line of descent cannot have been in operation: the products of different parental magmas showing a wide compositional range that evolved under different conditions of fractionation are represented. A very advanced stage of magma evolution, characterized by the dominance of alkali feldspar fractionation is represented by phonolites that contain the highest Hf, Nb, Rb, Ta, Th, Y, Zr and REE in the whole Tertiary volcanic suite.

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Geochemie und Petrogenese der tertiären alkalischen Vulkanit-Serie der Labe tektonovulkanischen Zone, Tschechische Republik

Zusammenfassung Die tertiäre alkalische Nephelin-normative Olivin Melanephelinit-Basanit-Phonolit Serie in der Labe tektono-vulkanischen Zone, Tschechische Republik, zeigt mineralogische und geochemische Eigenschaften, die auf die Anwesenheit von Produkten von mehr als einer Fraktionierungsserie und von mehr als einem Ausgangsmagma hinweisen. Die Mg- und Ni-reichen Olivin Melanephelinite (Ankaratrite), die umgewandelte LherzolitXenolite enthalten, stellen einen niedrigen Grad (ca. 4%) teilweiser Aufschmelzung einer stark angereicherten Mantelquelle dar. Viele der verbreiteten basanitischen Gesteine stellen auch primäre oder fast-primäre basaltische Schmelzen dar, die in kleinem, aber schwankendem Ausmaß von Olivinfraktionierung betroffen wurden. Andere Basanite mit niedrigen Mg-Zahlen und Mg- und Ni-Gehalten hatten eine Kristallisationsgeschichte in der Hornblende und Phlogopit eine Rolle spielte.Melaphonolite (Tephriphonolite) stellen ein Verbindungsglied zwischen basaltischen Gesteinen und Phonoliten dar, wobei Plagioklas-Fraktionierung eine zunehmend größere Rolle spielt. Phonolite sind Produkte der Kristallisation von Schmelzen, aber die schlechte Korrelation zwischen SiO₂, MgO, CaO, Na₂O und dem Grad der Untersättigung, wie auch zwischen Haupt- und Spurenelementen weist darauf hin, daß eine einzelne Entwicklungslinie nicht in Frage kommt. Die Produkte verschiedener Ausgangsmagmen zeigen ein weites Spektrum verschiedener Zusammensetzung, das sich unter verschiedenen Bedingungen der Fraktionierung entwickelt hat. Ein sehr fortgeschrittenes Stadium der Magmaentwicklung, charakterisiert durch die Vorherrschaft von Alkali-Feldspat-Fraktionierung wird durch Phonolite dargestellt, die die höchsten Gehalte an Hf, Nb, Rb, Ta, Th, Y, Zr und REE in der gesamten tertiären vulkanischen Abfolge führen.

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With 7 Figures     

Petrology and geochemistry of sphalerite from the Cambrian VHMS deposits in the Rosebery-Hercules district,western Tasmania: Implications for gold mineralisation and Devonian metamorphic-metasomatic processes

Summary Sphalerite is the major ore mineral in the Zn-rich, volcanic-hosted massive sulphide deposits of western Tasmania. These deposits have been affected by regional metamorphism to upper greenschist facies, and associated tectonic deformation related to the Devonian Tabberabberan Orogeny. The southern end of the Rosebery deposit has undergone metasomatic replacement related to a post-orogenic Devonian granite intrusion.Sphalerite from VHMS deposits in the Rosebery district varies widely in colour, grain size and texture. Compositional variation of the sphalerites was studied for three purposes (1) to investigate effects of the Devonian overprinting, (2) to provide pressure (depth) estimates at the time of Fe-S-O replacement during the Devonian, and (3) to deduce the effect ofa _FeS(a _{S 2}) on gold deposition and subsequent remobilisation.Sphalerite from the Rosebery deposit shows an FeS range from 2.0 to 20.0 mole%, with a bimodal distribution; a mode of 16.0 mole% FeS was noted for the F(_J) lens where Devonian metasomatism prevailed, whereas a mode of 2.4–4.0 mol% FeS was found for the other lenses. Sphalerite from the Hercules deposit has a range of 2.0–10.0 mole% FeS, whereas sphalerite from the South Hercules deposit ranges from 4.0-12.0 mole% FeS. VHMS sphalerites also contain minor copper, manganese and cadmium.The bimodal distribution of FeS content in Rosebery sphalerite suggests that the primary VHMS mineralisation underwent at least two periods of post-depositional re-equilibration. The FeS content in sphalerite in equilibrium with hexagonal pyrrhotite and pyrite indicates that the Devonian replacement occurred at a pressure off 3.0 ± 0.5 kb, corresponding to 8.0 ± 0.1 km depth.The relationship between FeS content in sphalerite and gold grades at Rosebery, Hercules and South Hercules displays complex patterns that reflect either variations in the initial depositional conditions an the seafloor (pH, temperature anda _{S 2}), or later Devonian metamorphic and metasomatic recrystallisation.Zusammenfassung Zinkblende ist das dominierende Erzmineral in den Zn-reichen, in vulkanischen Gesteinen beheimateten, massiven Sulfidlagerstätten West-Tasmaniens. Diese Lagerstätten sind von einer Regionalmetamorphose der oberen Grünschieferfazies und einer assoziierten Deformation, die der devonischen Tabberabberan Orogenese zuzuschreiben ist, überprägt worden. Das Südende der Rosebery Lagerstätte ist von einer metasomatischen Verdrängung, die mit einer post-orogenen, devonischen Granitintrusion im Zusammenhang steht, erfaßt worden.Die Zinkblende von VHMS Lagerstätten des Rosebery Distriktes variiert weitgehend in ihrer Farbe, Korngröße und Textur. Die Variation der chemischen Zusammensetzung der Zinkblende wurde aus drei Gründen untersucht: (1) um die Effekte der devonischen Überprägung zu studieren, (2) um zu Abschätzungen des Druckes (Tiefe) zur Zeit der Fe-S-O Verdrängung während des Devons zu gelangen, und (3) um die Auswirkung von^aFeS (^aS2) auf die Goldablagerung und folgende Remobilisation abzuleiten.Der FeS Gehalt der Zinkblende der Rosebery Lagerstätte reicht von 2.0 bis 20.0 Mol%, mit einer bimodalen Verteilung; ein Maximum bei 16.0 Mol% FeS ist für die F(_J) Linse charakteristisch, wo devonische Metasomatose vorherrscht, während ein zweites Maximum bei 2.0–4.0 Mol% FeS bei den anderen Linsen festgestellt wurde. Der FeS Gehalt der Zinkblende der Süd-Hercules Lagerstätte reicht von 4.0 bis 12.0 Mol%. Die VHMS Zinkblenden führen auch untergeordnet Kupfer, Mangan und Cadmium.Die bimodale Verteilung des FeS Gehaltes in der Rosebery Zinkblende läßt vermuten, daß die VHMS Mineralisation, nach ihrer Bildung, von mindestens zwei Perioden der Reequilibrierung erfaßt worden ist. Der FeS Gehalt in der Zinkblende im Gleichgewicht mit hexagonalem Pyrrhotin und Pyrit weist darauf hin, daß die devonische Verdrängung bei einem Druck von 3.0 ± 0.5 kb, vergleichbar mit 8.0 ± 0.1 km Tiefe, stattgefunden hat.Der Zusammenhang des FeS Gehalt in der Zinkblende mit den Goldgehalten in Rosebery, Hercules und Süd-Hercules ist komplex und spiegelt entweder unterschiedliche, primäre Bildungsbedingungen am Meeresboden (pH, Temperatur und^aS₂), oder spätere, devonische metamorphe und metasomatische Rekristallisation wider.

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Petrologie und Geochemie der Zinkblende aus der kambrischen VHMS Lagerstätte im Roseberry-Hercules Distrikt, West-Tasmanien: Hinweise für Goldmineralisation und devonische, metamorphe-metasomatische Prozesse

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With 14 Figures     

Petrology of clinopyroxenite ejecta from Somma-Vesuvius and their genetic implications

Summary A suite of clinopyroxenite nodules, megacrysis and associated lavas from Somma-Vesuvius, Italy, has been investigated to establish its possible genetic relationships with the leucitebearing lavas of the Roman Region. The clinopyroxenites are essentially composed of clinopyroxene + mica and subordinate olivine, plagioclase, spinels, apatite and glass. The megacrysts are clinopyroxene fragments. The associated lavas are leucite-tephrites and a tephritic leucitite.The mineralogy of the clinopyroxenites is distinctive but gradational to that of the Somma-Vesuvius lavas and reflects subvolcanic crystallization of a silica-undersaturated, mafic magma. The megacrystic clinopyroxene is probably related to the clinopyroxenites.The chemical composition of the clinopyroxenites shows strong affinites to that of the Somma-Vesuvius lavas and corresponds to leucite basanite compositions. Interstitial glass in the clinopyroxenites represents a residual liquid from clinopyroxenite crystallization. This glass approaches the chemical composition of the Somma tephrites.The experimental melting of two clinopyroxenites at 1 atm demonstrates that the essential assemblage of the Somma-Vesuvius lava, leucite + clinopyroxene, may develop from basanite compositions where olivine disappears by reaction with the liquid to form clinopyroxene. It is concluded that the clinopyroxenites represent basanitic magma crystallized at depth and that the Somma-Vesuvius leucite-bearing lavas are potential derivatives of this magma.

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Petrologie von Klinopyroxenit-Auswürflingen von Somma-Vesuv und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Leucit-Tephrite und tephritische Leucitite der Romana enthalten Klinopyroxenit-Einschlüsse sowie Kristalle von Klinopyroxen, Glimmer, und untergeordnet Olivin, Plagioklas, Spinell, Apatit und Glas. Die genetischen Beziehungen zwischen Laven und Einschlüssen wurden an Hand der Ergebnisse petrologischer und geochemischer Untersuchungen überprüft.Die Mineralogie der Klinopyroxenite kann mit der der Somma-Vesuv-Laven korreliert werden und weist auf subvulkanische Kristallisation eines Si-untersättigten, mafischen Magmas hin.Die chemische Zusammensetzung der Klinopyroxenite zeigt deutliche Beziehungen zu den Laven von Somma-Vesuv und entspricht einem leucit-basanitischen Typ. Restschmelze der Klinopyroxenit-Kristallisation ist als Glas auf der Intergranulare erhalten. Die Zusammensetzung dieser Gläser ähnelt der von Somma-Tephriten.Schmelzversuche an zwei Klinopyroxeniten bei 1 atm zeigen, daß die wichtigste Mineralassoziation der Somma-Vesuv-Laven, Leucit und Klinopyroxen, aus einer basanitischen Zusammensetzung abzuleiten sind. Olivin verschwindet dabei durch Reaktion mit der Schmelze und Klinopyroxen wird gebildet. Die Untersuchungen lassen erkennen, daß die Klinopyroxenite Kristallisationsprodukte in der Tiefe erstarrter basanitischer Magmen sind, und daß die leucitführenden Magmen von Somma-Vesuv als mögliche Abkömmlinge dieser Magmen zu sehen sind.

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With 3 Figures     

Cumulate chemistry and its bearing on the origin of layering: Evidence from the Fongen-Hyllingen basic complex,Norway

Summary The Ruten Sequence of the basic Fongen-Hyllingen complex is composed of rhythmically layered olivine-plagioclase-clinopyroxene-orthopyroxene-Fe–Ti oxide cumulates. Phase layering is defined by the entry of orthopyroxene and Fe–Ti oxides. Only limited cryptic variation occurs through the c. 1800 m thick cumulate sequence. Rhythmically repeated units of interlayered dunite and troctolite are common throughout most of the sequence. Dunite units range from laminae a few centimeters thick to massive units 2–3 m thick. The modal abundance of olivine in the cumulates varies from 7 to 100 wt.%. In cumulates with MgO above 15 wt.% plagioclase and clinopyroxene occur in relatively fixed ratios between 4:1 and 3:2. Clinopyroxene-rich layers less than a centimeter thick are present only in olivine gabbros. In these, with MgO below 15 wt.%, modal variation of clinopyroxene in part controls the chemical variation of the cumulates. The modal and normative proportions of cumulus phases in the olivine gabbros can be related to equilibrium cotectics in the natural basalt system at approximately 5 kbar. It is suggested that the olivine-rich layers originated by supersaturated nucleation and growth of olivine.

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Chemie der Kumulate und ihre Bedeutung für die Entstehung der Schichtung, dargestellt am Beispiel des basischen Komplexes von Fongen-Hyllingen (Norwegen)

Zusammenfassung Die Ruten-Sequenz des basischen Fongen-Hyllingen-Komplexes setzt sich zusammen aus rhythmisch abgelagerten Kumulaten aus Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Eisentitanoxid. Phasenschichtung/Ablagerung wird durch das erste Auftreten von Orthopyroxen und Eisentitanoxiden charakterisiert. In der ca. 1800 m mächtigen Sequenz tritt kryptische Variation nur begrenzt auf; rhythmische Wiederholung eingeschalteter Dunit- und Troktolithorizon te dagegen häufig. Die Mächtigkeit der Dunite reicht von wenige Zentimeter dünnen Schichten bis zu zwei bis drei Meter dicken Bänken. Der Modalbestand an Olivin in den Kumulaten variiert zwischen 7 und 100 Gew.%. In Kumulaten mit einem MgO-Gehalt von über 15 Gew.% liegt das Mengenverhältnis von Plagioklas zu Klinopyroxen relativ konstant bei 4:1 bis 3:2. Klinopyroxen-reiche, weniger als zentimeterdicke Lagen finden sich nur in Olivingabbros. In diesen ist der MgO-Gehalt weniger als 15 Gew.% und die modale Variation des Klinopyroxens steuert teilweise die chemische Variation der Kumulate. Die modalen und normativen Verhältnisse der Kumulusphasen im Olivingabbro lassen sich in Beziehung setzen zu dem kotektischen Gleichgewicht natürlicher Basaltsysteme bei 5 kbar. Die olivinreichen Lagen suggerieren Bildung durch übersättigte Nukleation und Kristallisation.

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With 13 Figures     

Alpine-type gabbros within the Krivaja-Konjuh ultramafic massif in the ophiolite zone of the Dinarides,Yugoslavia

Summary Gabbros of two kinds, one related to dolerite and the other related to peridotite, are widespread in the Dinaride ophiolite zone. Gabbros within the Krivaja-Konjuh peridotite massif, along the Gostovii River and near Romanovac Mountain, exemplify the second kind. The gabbroic rocks range from feldspathic wehrlite and feldspathic dunite through troctolite and olivine gabbro to olivine-free gabbro, all of which are more or less serpentinized or uralitized.The gabbro is characterized by foliation and layering in which cumulus textures are well shown. Peridotite and gabbro intergrade and are interlayered, but in places feldspar seems to have been introduced metasomatically into peridotite along gabbro dikes. The gabbro masses, like their internal structures, parallel layering in the surrounding peridotite. Intrusive relations, however, are indicated by gabbro dikes in peridotite, and xenoliths of peridotite in gabbro. Absence of gabbro dikes in the surrounding Jurassic rocks shows that the gabbro was intruded into peridotite before both were emplaced tectonically.Chemically, the gabbros are typically alpine, with high ratios of CaO: Na₂O, high MgO: FeO ratios, and low K₂O and TiO₂. Plots of chemical composition suggest a close affinity between gabbro and olivine tholeiite and olivine basalt.It is proposed that a primary magma of olivine tholeiite composition was produced by partial melting of the upper mantle material below an ancient Jurassic(?) Mid-oceanic ridge at a depth of 35 to 70 km. The melt was moved to higher levels and it was intruded into the peridotites moving upwards and crystallization began at a depth below 30 km. The trends of differentiation processes have been disscused in detail.

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Alpinotype Gabbros innerhalb des Ultramafit-Massivs von Krivaja-Konjuh in der Ophiolith-Zone der Dinariden, Jugoslawien

Zusammenfassung In der Ophiolith-Zone der Dinariden kommen verbreitet Gabbros zweierlei Art vor: die eine steht zu Doleriten in Beziehung, die andere zu Peridotiten. Gabbros innerhalb des Peridotit-Massivs von Krivaja-Konjuh, längs des Flusses Gostoviéi und nahe dem Berg Romanovac sind Beispiele für die zweite Art. Die gabbroiden Gesteine variieren von Feldspat-führenden Wehrliten und Feldspat-führenden Duniten über Troktolithe und Olivin-Gabbros bis zu Olivin-freiem Gabbro; sie sind alle mehr oder weniger serpentinisiert oder uralitisiert.Der Gabbro ist durch Faltung und Bänderung, in der Cumulus-Texturen gut erkennbar sind, charakterisiert. Peridotit und Gabbro gehen ineinander über und zeigen Wechsellagerung, aber an manchen Stellen scheint der Feldspat längs Gabbrogängen metasomatisch in den Peridotit eingedrungen zu sein. Die Gabbromassen liegen ebenso wie ihre internen Strukturen parallel zur Schichtung der umgebenden Periodotite. Gabbrogänge in Peridotit und Xenolithe von Peridotit in Gabbro zeigen indessen intrusive Beziehungen an. Die Abwesenheit von Gabbrogängen in den umgebenden jurassischen Gesteinen zeigt, daß der Gabbro in den Peridotit vor deren gemeinsamen tektonischen Platznahme intrudierte.Vom chemischen Standpunkt aus sind die Gabbros typisch alpin, mit großen (CaO: Na₂O)- und (MgO: FeO)-Verhältnissen und kleinen TiO₂-und K₂O-Werten.Es wird vorgeschlagen, daß ein primäres Magma von olivintholeiitischer Zusammensetzung durch partielle Aufschmelzung von Material des Oberen Mantels unterhalb einer alten jurassischen(?) mittelozeanischen Schwelle in einer Tiefe von 35–70 km entstand. Die Schmelze wurde in höhere Niveaus bewegt und in die sich aufwärts bewegenden Peridotite intrudiert; die Kristallisation begann in einer Tiefe von unter 30 km. Die Tendenzen der Differentiationsprozesse werden im Detail diskutiert.

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With 7 Figures     

Petrogenesis of the late-Delamerian gabbroic complex at Black Hill,South Australia: Implications for convective thinning of the lithospheric mantle

Summary A group of funnel-shaped gabbroic plutons at Black Hill, South Australia, consist of a lower series of layered peridotite, troctolite and olivine gabbro cumulates overlain by gabbronorites and potassic gabbronorites, the latter yielding a Sm-Nd isochron of 489 ± 39 Ma. Mineral assemblages in the gabbros record an olivine compositional hiatus (Fo_75-55) and a high temperature (1200-1000°C), low pressure (1 kbar), continental tholeiitic fractionation trend under moderate f_{O 2} (QFM) conditions. The liquid line of descent involved complex open system processes including recharge and crustal assimilation. In one pluton, fine-grained norites may reflect assimilation which resulted in an increaseda _SiO2 ^liquid causing orthopyroxene to crystallize prior to plagioclase.All the gabbros, including the most primitive peridotites, are LREE and incompatible element enriched. Moreover, the calculated parental magma composition in equilibrium with the most primitive troctolite has high La/Yb, La/Nb, Ti/Y and low Rb/Ba, similar to that of basaltic dykes which cut the gabbroic complex. Such compositions are untypical of melts derived from the asthenosphere suggesting that the incompatible element enrichment is not simply due to small degrees of melting. Given the isotopic constraints (Nd_i 3.4 to –4.6,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7038-0.7065), this enrichment is not easily reconciled by crustal contamination either, and instead it is inferred to reflect an enriched lithospheric mantle source. Published data on mantle xenoliths from local Tertiary volcanoes overlap the isotopic and geochemical array of the gabbros and dykes, supporting this hypothesis.In conjunction with A-type granites and minor volcanic rocks, the gabbroic plutons form part of a high temperature, bimodal magmatic suite which intruded the Adelaide fold belt just after the cessation of convergent deformation during the Cambro-Ordovician Delamerian Orogeny. The appearance of such magmas is problematic since thick orogenic lithosphere severely restricts the likelihood of decompression melting in the asthenosphere. One solution to this dilemma is that convective thinning of the lithospheric mantle beneath the orogen promoted melting of hydrated, enriched regions within the lithospheric mantle. Such a model can reconcile the strong lithospheric mantle signature in the gabbros with the observation that their intrusion was coincident with uplift and the cessation of deformation.

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Die Petrogenese eines spätdelamerischen Gabbrokomplexes von Black Hill, Südaustralien: Schlußfolgerungen zur konvektiven Ausdünnung des lithospharischen Mantels

Zusammenfassung Eine Gruppe von trichterförmigen, gabbroiden Plutonen von Black Hill, Südaustralien, setzt sich aus einer unteren Serie von geschichteten Peridotiten, Troktoliten and Olivin-Gabbro-Kumulaten, die von Gabbro-Noriten und potassischen Gabbros überlagert werden, zusammen; letzgenannte Gesteine ergaben ein Sm-Nd Isochronenalter von 489 ± 39 Ma. Die Mineralzusammensetzungen der Gabbros belegen eine Mischungslücke bei Olivin (Fo_75-55). Die Gesteine folgen einem kontinentalen, tholeiitischen Fraktionierungstrend und kristallisierten bei hohen Temperaturen (1200-1000°C), unter niedrigem Druck ( 1 kbar) and moderatem fo₂ ( QFM). Wiederholte Magmenzufuhr und Krustenassimilation sind weitere zu beriicksichtigende, komplexe Prozesse, die sich in einem offenen System abspielten. Feinkörnige Norite von einem der Plutone könnten durch Assimilationsprozesse - she äußern sich in einer Erhöhung desa _SiO₂ ^liquid liquid - entstanden sein. In diesen Gesteinen kristallisierte Orthopyroxen vor Plagioklas.Alle Gabbros, einschließich der primitivsten Peridotite, sind an LREE und inkompatiblen Elementen angereichert. Die berechnete Zusammensetzung des Ausgangsmagmas, das im Gleichgewicht mit dem primitivsten Troktolit steht, weist hohe La/Yb, La/Nb, Ti/Y and niedrige Rb/Ba auf. Basaltische Dykes, die die Gabbros durchsetzen zeigen ähnliche Elementverhältnisse. Derartige Zusammensetzungen sind untypisch für astenosphärische Schmelzen und belegen, daß die Anreicherung an inkompatiblen Elementen nicht einfach nur mit geringen Aufschmelzungsraten zu erklären ist. Auf Grund der Isotopendaten (Nd_i 3.4 to -4.6,⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr_i 0.7038–0.7065) kann these Anreicherung auch nicht leicht mit Krustenkontamination erklärt werden. Vielmehr wird eine angereicherte, lithosphärische Mantelquelle vermutet. Publizierte Daten an Mantelxenolithen von tertiären Vulkanen zeigen sehr ähnliche isotopische und geochemische Zusammensetzungen and belegen these Hypothese.Gemeinsam mit A-Typ Graniten und untergeordnet, vorkommenden, vulkanischen Gesteinen sind die Gabbros Teil einer hochtemperierten bimodalen, magmatischen Serie, die den Adelaide Fold Belt postdeformativ, während der kambro-ordovizischen delamerischen Orogenese, intrudierten. Das Vorkommen solcher Magmen ist problematisch, da die Präsenz dicker, orogen gebildeter Lithosphäre die Möglichkeit der Dekompressions-Aufschmelzung der Astenosphäre stark vermindert. Eine mögliche Lösung dieses Dilemmas ist, daß konvektives Ausdünnen des lithosphärischen Mantels unterhalb der Orogenzone das Aufschmelzen von hydratisierten, angereicherten Regionen innerhalb der Lithosphäre förderte. Dieses Modell bringt die Beobachtungen, daß die Gabbros einerseits eine lithosphärische Signatur zeigen, andererseits aber während der Hebungsphase und am Ende des Deformationsgeschehens intrudierten, in Einklang.

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With 15 Figures     

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

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

Chemistry of Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex,SW Japan: Subsolidus reduction in relation to base metal mineralization

Summary The mineralized stock of the Hobenzan granitic complex is composed of tonalite and a continuous differentiation series of biotite-hornblende granodiorite, hornblende biotite granite and biotite granite. Texture and mineral chemistry of the Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex exhibit two different processes of magma evolution: one is an oxyexsolution process related to the magmatic and high temperature subsolidus stage, and the other is a reduction process of consecutive subsolidus stage. Rocks distributed in the northern part of the granitic complex preserve well the oxyexsolution process and show higher magnetic susceptibility, whereas those in the southern part of the complex, record the reduction process and show lower magnetic susceptibility.The magnetite-ilmenite geothermometer indicates temperatures of ca. 730°C for the oxide pairs of the early stage. Oxygen fugacity of one to three orders of magnitude higher than the annite-sanidine-magnetite (ASM) univariant curve, and an aqueous sulfur composition,fSO₂/fH₂S, of around 1.0 is indicated. This first stage corresponds to the crystallization of phenocrystic hornblende and plagioclase at depth. At about 700°C crystallization changed to biotite, K-feldspar and quartz, and continued to about 600°C. ThefO₂ during this second stage is buffered by the ASM assemblage. This second stage defines the oxyexsolution process. Below about 600°C, a reduction process, caused by assimilation of carbonaceous matter of country rocks, overprinted the southern part of the complex. Oxide pairs show that thefO₂ is about four orders of magnitude lower than the ASM univariant curve, andfSO₂/fH₂S is 10^–8.0 or less at 550°C for this reduced assemblage. The drastic change in composition of sulfur-bearing aqueous species may be one of the principal factors allowing base metal mineralization.

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Chemismus von Fe-Ti Oxiden des Hobenzan Granitkomplexes, SW Japan: Subsolidus Reduktion und ihre Beziehung zu metallischen Vererzungen

Zusammenfassung Der mineralisierte Hobenzan Granitkomplex setzt sich aus Tonaliten und einer kontinuierlichen Differentiationsserie, bestehend aus Biotit-Hornblende-Granodioriten, Hornblende-Biotit-Graniten und Biotit-Graniten, zusammen. Die Texturen und die Mineralchemie der Fe-Ti Oxide belegen zwei unterschiedliche Prozesse bei der Entwicklung des Hobenzan Granitkomplexes: einerseits einen Oxyexsolution-Prozeß, während des magmatischen und hochtemperierten Subsolidus-Stadiums, andererseits einen Reduktionsprozeß während des tiefertemperierten Subsolidus-Stadiums. Gesteine im nördlichen Hobenzan Komplex belegen vor allem den Oxyexsolution Prozeß und zeigen höhere magnetische Suszeptibilität, während jene im südlichen Teil den Reduktionsprozeß widerspiegeln und niedrigere magnetische Suszeptibilität zeigen.Das Magnetit-Ilmenit Geothermometer ergab Temperaturen von ca. 730°C für Oxidpaare des Frühstadiums. Die Sauerstoff Fugazität liegt um eine bis drei Größenordnungen über der univarianten Reaktionskurve Annit-Sanidin-Magnetit (ASM), und dasfSO₂/fH₂S Verhältnis der wässrigen Schwefelkomplexe bei ca. 1.0. Dieses Frühstadium korrespondiert mit der Kristallisation von Horblende und Plagioklas im Magma in größerer Tiefe. Ab ca. 700°C erfolgt die Kristallisation von Biotit, Alkalifeldspat und Quarz bis etwa 600°C, wobeifO₂ durch die ASM Mineralassoziation gepuffert wird. Dieses zweite Stadium wird als Oxyexsolution Prozeß beschrieben. Unter 600°C erfolgte eine Reduktion durch Assimilation von kohlenstoffreichem Material vor allem im südlichen Teil des Komplexes. Oxidpaare dieses Stadiums belegen, daßfO₂ um etwa vier Größenordnungen unterhalb des ASM Puffers liegt, undfSO₂/fH₂S ist 10^–8 bei 550°C. Die dramatische Änderung in der Zusammensetzung der Schwefelkomplexe in den Lösungen wird als der Hauptfaktor für die Bildung der Erzmineralisationen angesehen.

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With 5 Figures     

Laminated olivine spinifex textures in the Mount Ayliff intrusion,South Africa

Summary A thin layer of spinifex troctolite occurs in the middle of the lherzolite unit of the Mount Ayliff Intrusion, South Africa. Olivine crystals reach 1 cm in length, have an aspect ratio up to 20, and lie parallel to the contact. This layer is considered to be intrusiveinto a pre-existing package of cumulates rather than to represent a layer which formed at the liquid-crystal interface of the magma chamber. The crystals define a planar, not linear, fabric, which is interpreted to indicate that the elongated crystals grewin situ and were not concentrated by flow differentiation as this would produce a linear fabric. It is suggested that this texture formed as a result of crystallization under conditions of relatively slow cooling and minimal supercooling. Under these conditions growth rate is high, whilst nucleation rate is low, producing few large crystals. Perpendicular growth is inhibited under these conditions by the absence of a supercooled zone within the boundary layer.Low concentrations of incompatible lements in this rock indicate that chemically it is a cumulate. This composition was produced as a result of migration of the residual liquid away from the olivine-plagioclase crystal mush, rather than by mechanical accumulation of the olivine and plagioclase.

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Laminierte Olivin-Spinifexstrukturen in der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika

Zusammenfassung In der Mitte der Lherzolith-Einheit der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika tritt eine dünne Lage aus Spinifex-Troktolith auf. Olivin-Kristalle erreichen eine Länge von 1 cm, haben ein Seitenverhältnis bis zu 20 und liegen parallel zum Kontakt. Diese Lage wird eher als Intrusion in ein bereits bestehendes Paket aus Kumulaten interpretiert als eine Lage, die sich an der Grenze zwischen Schmelze und Kristallen in der Magmakammer bildete. Die Kristalle bilden ein planares, nicht lineares Gefüge, von dem angenommen wird, daß es ein Wachstum der elongierten Kristallein situ anzeigt, nicht jedoch eine Konzentration der Kristalle durch Fliess differentiation, welche ein lineares Gefüge bewirken würde. Diese Struktur dürfte auf Kristallisation bei relativ langsamer Abkühlung und minimaler Unterkühlung zurückgehen. Unter solchen Bedingungen ist die Wachstumsrate hoch, während die Keimbildungsrate niedrig ist, was zu wenigen, aber großen Kristallen führt. Senkrechtes Wachstum wird unter diesen Bedingungen durch das Fehlen einer unterkühlten Zone innerhalb der Grenzfläche verhindert.Die niedrigen Konzentrationen inkompatibler Elemente in diesem Gestein weisen dieses als Kumulat aus. Diese Zusammensetzung resultiert aus der Migration der Restschmelze weg vom Olivin-Plagioklas-Kristallbrei, anstatt aus mechanischer Akkumulation von Olivin und Plagioklas.

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With 5 Figures     

Chemisch-mikrobiologische Beobachtungen zur Sedimentdiagenese an postglazialen Sedimenten der Eckernförder Bucht (Ostsee)

Zusammenfassung In der erbohrten Sedimentsäule sind auf Grund der mikrobiologischen Untersuchung drei Zonen zu unterscheiden, die von oben nach unten als aktuelle, subaktuelle und biologisch stabilisierte Zone bezeichnet werden. Die Intensität der mikrobiologischen Prozesse und die Menge der Mikroorganismen nimmt in der gleichen Folge ab. In einer unter der marinen Gyttja liegenden Torfschicht erreichte die Aktivität und die Individuen- und Formenzahl der Mikroorganismen ihr Minimum. Hier waren nur vereinzelte Fäden von Aktinomyeetaceen mikroskopisch nachweisbar. In einer unter dem Torf lagernden limnischen Gryttja wurden Mikroorganismen verschiedener Formen in relativ großer Zahl und von nachweisbarer Aktivität angetroffen. Es wurde versucht, einige chemische Daten aus der mikrobiologischen Analyse zu deuten.     

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

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

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

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

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With 9 Figures