New Isotopic data from davidites and sulfides in the bidjovagge gold-copper deposit,Finnmark, Northern Norway

Summary The Bidjovagge gold-copper deposit (69°17'N, 22°29'E) occurs in the north-south trending Proterozoic Kautokeino greenstone belt. The greenstone belt consists of shallow marine sediments and mafic to ultramafic volcanites, which are intruded by diabase sills and granitoids. The sequence can be correlated with the 1930 to 2200 Ma Kiruna greenstone belt. Svecokarelian intrusions took place in two phases between 1880–1890 Ma and between 1860-1870 Ma.The deposit occurs in the stratigraphically lower part of the belt along a north-south trending anticlinal structure on the border between greenschist and amphibolite grade metamorphism within the Baltic-Bothnia megashear zone. The deposit is related to shear zones and hosted by albitic felsite, a metasomatic rock formed along the contact with the diabase sills.The only ore minerals of economic significance are native gold and chalcopyrite. Other common ore minerals are pyrite and pyrrhotite. Marcasite, magnetite, ilmenite, hematite, tellurides, rutile, sphalerite, galena, davidite and pentlandite occur in accessory amounts. A total of 10 samples of davidite, 14 sulfides and 4 samples of albitic felsite were analyzed for their isotopic compositions. Our best estimate for the age of the davidites (1885 ± 18 Ma) is based on the upper intersection of a U/Pb concordia diagram and is identified as the time of davidite (and gold) mineralization. This age is confirmed by a Sm/Nd date of 1886 ± 88 Ma on the same material. At 1339 ± 8 Ma, a metamorphic or metasomatic event disturbed the U/Pb system in some of the davidite samples and completely reset the U/Pb ratios in the albitic felsites. The sulfide minerals, containing trace U and Pb, were strongly disturbed during galena formation at about 500–550 Ma but apparently were initially formed at the same time as, or shortly after, the davidite. Based on an estimated time of formation of galena during the development of the early Paleozoic peneplain in the area, the Pb/Pb data are interpreted as a two-stage isochron with an initial age of 1876 ± 15 Ma.The relation between the mineralization and shear zones, the correspondence between the age of the mineralization and the Svecokarelian orogeny and the initial ratios of the radiogenic isotopes of the ore forming solutions, all support a metamorphic/metasomatic origin for the gold and copper mineralization.

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Neue Isotopendaten von Davidit und Sulfiden aus der Bidjovagge Gold-Lagerstätte, Finnmark, N.-Norwegen

Zusammenfassung Die Bidjovagge Gold-Kupfer-Lagerstätte (69°17'N, 22°29'E) liegt in dem N-S streichenden proterozoischen Kautokeino Grüngesteinsgürtel. Er besteht aus marinen Flachwassersedimenten, sowie mafischen und ultramafischen Vulkaniten, die von Diabas-Sills und von Granitoiden intrudiert werden. Diese Gesteinsabfolge kann mit dem 1930–2200 Ma alten Kiruna Grüngesteinsgürtel verglichen werden. Sveko-karelische Intrusionen erfolgten zweiphasig, zwischen 1880–1890 Ma und zwischen 1860 und 1870 Ma.Die Lagerstätte liegt in den stratigraphisch tieferen Anteilen diese Grüngesteinsgürtel entlang einer N-S streichenden Antiklinalstruktur im Übergangsbereich zwischen der Grünschiefer und Amphibolitfazies innerhalb der baltisch-bothnischen Mega-Scherzone.Sie ist an Scherzonen und an Albit-Felsite, einem metasomatisch am Kontakt mit den Diabas-Sills gebildeten Gestein, gebunden.Gediegen Gold und Kupferkies sind die wirtschaftlich wichtigsten Erzminerale. Pyrit und Magnetkies sind häufig. Markasit, Magnetit, Ilmenit, Hämatit, Telluride, Rutil, Zinkblende, Bleiglanz, Davidit und Pentlandit kommen akzessorisch vor. 10 Proben von Davidit, 14 Sulfide und 4 Proben von den Albit-Felsiten wurden auf ihre Isotopenzusammensetzung hin untersucht.Der obere Schnittpukt im U/Pb Concordiadiagramm ergab die beste Altersabschätzung für die Davidite (1885 ± 18 Ma). Dieses Alter wird als Zeitpunkt der Davidit (und Gold)-Mineralisation betrachtet. Ein Sm/Nd-Alter von 1886 ± 88 Ma bestätigt dieses. Ein metamorphes oder metasomatisches Ereignis, datiert mit 1339 ± 8 Ma störte das U/Pb System in einigen Daviditproben und führte zu einer vollständigen Reequilibrierung der U/Pb Verhältnisse in den Albit-Felsiten. Die Isotopenverhältnisse der Sulfide, die Spuren von U und Pb enthalten, wurden während der Bildung von Bleiglanz um etwa 500–550 Ma ebenfalls massiv gestört; die Sulfide wurden aber offensichtlich gleichzeitig, oder aber kurz nach Davidit, gebildet. Basierend auf einer Abschätzung des Bleiglanz-Bildungsalters im Zuge der Entwicklung einer altpaläozoischen Peneplain in diesem Gebiet, werden die Pb/Pb Daten als Zweistufen-Isochrone mit einem Ursprungsalter von 1876 ± 15 Ma interpretiert.Die Bindung der Mineralisation an Scherzonen, die Übereinstimmung des Mineralisationsalters mit dem der Sveco-karelischen Orogenese und die Isotopeninitiale der erzbildenden Lösungen belegen einen metamorph/metasomatischen Ursprung der Gold-und Kupfervererzungen.

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With 9 Figures     

Die Kupferlagerstätte von Trattenbach (Niederösterreich)

Zusammenfassung Aus dem nördlichen Teil der Wechselserie wird die Kupferlagerstätte von Trattenbach in Niederösterreich beschrieben. Nach einem kurzen Überblick über die Erzparagenese wird ausführlich auf die Gangarten eingegangen. Die Mineralvergesellschaftung liegt heute in umgeprägter Form vor, die Lagerstätte wurde metamorph, doch sind die ursprünglichen Bildungen noch in Relikten vorhanden. Abschließend wird die Lagerstätte von Trattenbach mit stofflich ähnlichen Vorkommen dieses Gebietes verglichen. Es wird dabei auf die Schwierigkeiten eingegangen, die sich nach den neuen Untersuchungen beim Versuch ergeben, die Vererzung von Trattenbach in das in der Literatur gegebene System der ostalpinen Vererzung einzuoronen.

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Summary The copper deposit at Trattenbach (Lower Austria) in the Wechselserie is described. An informative and short review of the ore paragenesis is given, and the gangue is described in detail. The deposit has been metamorphosed, but in addition to the present mineral association, there are relicts of the original one. Finally, the Trattenbach deposit is compared with similar ones from this region, and the difficulties in fitting the results of the new investigations from this deposit into the system of ore genesis in the Eastern Alps used in the literature is discussed.

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Mit 32 Textabbildungen und 1 Karte     

Geochemistry of sulphide minerals at Dugald River, NW Queensland, with reference to ore genesis

Summary A geochmmschl investigation of sulphide minerals from the Dugald River Zn-Pb-Ag deposit, northwest Queensland, Australia has been carried out using the electron microprobe. The data obtained here indicate a relative consistency in Fe, Zn, and Co contents, but significant variations in Mn, Cd, and Ni levels for sphalerite and pyrite within three different ore types. Zn/Cd ratios for sphalerite from laminated, crosscutting vein and breccia ore types average 629, similar to those associated with hydrothermal replacement in metamorphic terrains. Co/Ni values for pyrite are highly variable in the range of 2.7 to 19.3 and are in general typical of the metamorphic hydrothermal pyrite group, and therefore quite different from those of base metal deposits with sedimentary origin. FeS contents of the sphalerite from breccia ore average 17.0 ± mol% and give a pressure estimate of 2.8 ± kbar. This pressure is in good agreement with the upper limit of ore formation derived from fluid inclusion work. This study suggests a syntectonic replacement origin of the deposit, which is consistent with geological and paragenetic observations at Dugald River.

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Geochemie von Sulfiden der Dugald River Lagerstätte (Nordwest-Queensland) und ihre Beziehungen zur Erzgenese

Zusammenfassung Eine geochemische Untersuchung von Sulfid-Mineralen der Zink-Blei-Silber-Lagerstäte Dugald-River, Nordwest-Queensland, Australien, wurde mit der Mikrosonde durchgeführt. Die analytischen Daten zeigen relative Konsistenz der Fe-Zn und Co-Gehalte, aber signifikante Schwankungen in den Mn, Cd, und Ni-Gehalten für Zinkblende und Pyrit innerhalb der drei definierten Erztypen. Zn-Cd-Verhältnisse für Zinkblende aus gebänderten Erzen, aus querschlägigen Gängen und aus Brekzienerzen liegen im Durchschnitt bei 629, ähnlich denen, die mit hydrothermalen Verdrängungen in metamorphen Terrains assoziiert sind. Co-Ni-Werte für Pyrit variieren stark von 2,7 bis 19,3 und sind im allgemeinen typisch für die Gruppe metamorpher hydrothermaler Pyrite und unterscheiden sich deutlich von denen für Buntmetall-Lagerstätten sedimentären Ursprunges. FeS-Gehalte von Zinkblenden aus Brekzienerzen betragen im Durchschnitt 17,0 Gew.% und führen zu einem abgeschätzten Druck von 2,8 kbar. Dieser Druck stimmt mit jenem der für die Obergrenze der Erzbildung aus Flüssigkeitseinschluß-Untersuchungen berechnet wurde überein. Die vorliegende Untersuchung legt eine Entstehung der Lagerstätte durch syntektonische Verdrängung nahe, ein Vorgang, der mit geologischen und paragenetischen Beobachtungen in Dugald River übereinstimmt.

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With 8 Figures     

Source of metals in metamorphic ore-forming processes in the Apuane Alps (NW Tuscany,Italy): Constraints by Pb-isotope data

Summary A total of 19 samples of sulfides, barite and country rocks from three important deposits of the Apuane Alps district (Bottino, Pollone and Monte Arsiccio) were analyzed for Pb-isotopic compositions. Ore lead shows a fairly homogeneous isotopic signature (206/204: 18.2-18.4; 207/204 15.7; 208/204: 38.5-38.6), defining a high , high W province suggestive of an evolution in a crustal environment since at least the Middle Proterozoic. Pb-Pb model age of the ores is in the order of 350 Ma, in gross agreement with the Lower-Middle Paleozoic age assigned to most country rocks. The present-day Pb-isotope ratios of presumed exhalative tourmalinites associated with the Bottino deposit and of other country rocks from mineralized areas are also similar. Moreover, most of these rocks show relatively high total Pb contents (> 70 ppm). HCl-soluble lead in these samples also has a roughly similar isotopic signature. In contrast, rock samples collected at greater distances from mineralized bodies have lower Pb concentrations (< 10 ppm) and more radiogenic 206/204 and 208/204 ratios (18.6 to 18.9 and 38.9 to 39.3 respectively). HCl-soluble lead in these samples has distinctly lower 208/204, and to a lesser extent 206/204 ratios (38.6 to 38.9 and 18.5 to 18.9 respectively). In agreement with previously established genetic models, these results may be interpreted in terms of a major episode of lead extraction in the Paleozoic, possibly in association with exhalative tourmalinites, followed by remobilization and reconcentration in vein mineralization during the Apenninic orogeny. The isotopic signature of country rocks in mineralized areas may be ascribed to a Pb-isotope halo effect induced by metamorphism. When compared with Pb-isotope data from deposits of the southern Tuscany mining district, the ore lead in Apuane Alps exhibits similar isotopic patterns, but with lower 208/204 and 206/204 ratios. This fact suggests for the two districts source(s) with similar evolutions of their U/Pb and Th/Pb ratios, but distinctly different times of Pb extraction.

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Die Herkunft von Metallen bei metamorphen erzlagerstättenbildenden Prozessen in den Apuanischen Alpen (NW Toskana, Italien): Eigebnisse von Pb-Isotopendaten

Zusammenfassung In den Apuanischen Alpen (NW Toskana) treten prämetamorphe, schichtförmige Fe-Ba Erzlagerstätten in grünschieferfaziell metamorphen Serien sedimentären und vulkanosedimentären Ursprungs auf (e.g. Pollone und Monte Arsiccio), die von syn- bis spätkinematisch gebildeten, diskordanten Vererzungen begleitet werden. Ein Gangsystem mit Quarz, Karbonat und Pb-Zn-Ag (Bottino) wird von einem stratiformen Turmalinithorizont mit erhöhten Metallgehalten begleitet.Um die Frage eines metamorphogenen Ursprungs der gangförmigen Vererzungen im Gefolge der Appenninischen Metamorphose (Oligozän-Miozän) und die vermutete Herkunft der Metalle aus den schichtförmigen Lagerstätten und Metallanreicherungen zu überprüfen, wurden Pb-Isotopenuntersuchungen an Sulfiden, Bariten, Turmaliniten und Nebengesteinen durchgeführt. Das Erzblei aus stratiformen wie auch gangförmigen Lagerstätten zeigt nur geringe Variationen der Pb-isotopenverhältnisse und ist innerhalb eines Vorkommens homogen (206/204: 18.2-18.4; 207/204: 15.68; 208/204: 38.538.6). Seine relativ hohen - and W-Werte weisen auf eine Bleientwicklung in kontinentalem Krustenmilieu, spätestens seit dem mittleren Proterozoikum hin. Die 207/206 Modellalter von ca. 350 Ma stimmen größenordnungmäßig mit dem vermuteten paläozoischen Alter des Nebengesteins überein, sind aber für die gangförmigen tertiären Vorkommen zu hoch. Baryt-, Turmalinit- und Gesamtgesteinsproben aus der Nähe der Lagerstätten zeigen alle ähnliche Pb-Isotopenverhältnisse wie die Sulfide. Die Gesteine weisen hohe Pb-Gehalte von > 70 ppm auf. In größerer Entfernung zu den Lagerstätten sind die Pb-Gehalte mit < 10 ppm deutlich niedriger und die Pb-Isotopenverhältnisse sind radiogener (206/204: 18.8-18.9; 208/204: 38.9-39.3). Ihr HCl-1ösliches Blei ist hingegen weniger radiogen.Die Resultate stützen die neueren Ansichten, daß es im Paläozoikum zur Bildung von exbalativen Turmaliniten verbunden mit einer Metallanreicherung und von stratiformen Fe-Ba-Lagerstätten kam. Während der appenninischen Metamorphose wurden die Metalle remobilisiert, und es kam zur Bildung von gangförmigen Vorkommen und Lagerstätten. Die hohen Pb-Gehalte der Nebengesteine und die Isotopensignatur des HC1-löslichen Bleis deuten auf eine metamorphogene Halo-Bildung. Die Bleiisotopen von jungtertiären Erzen aus der südlichen Toskana sind im Vergleich mit dem apuanischen Erzblei radiogener. Sie weisen aber dieselben hohen - und W-Werte auf. Das heißt, das Blei stammt aus Gesteinen, die eine qualitativ wie auch quantitativ ähnliche Entwicklung bezüglich der U/Pb und Th/Pb Verhältnisse durchlaufen haben wie jene, die das Blei der apuanischen Lagerstätten geliefert haben.

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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.     

Sulphur isotopes from the gruvåsen sulphide skarn deposit,Bergslagen, Sweden

Summary The Gruvåsen sulphide skarns in Western Bergslagen are hosted by a sequence of marbles and metacherts, intruded by a number of thin mafic sills and dykes of midProterozoic age. The sulphide skarns show a zonal distribution with Cu-Zn-Fesulphide-rich pyroxene skarns (± scheelite, molybdenite, cassiterite, bismuth) in the central, and Zn-Fe-Pb-As-sulphide-rich amphibole skarns in the peripheral zones of mineralization. The sulphide skarns in the central zone are closely related to a phase of local potassic alteration that affected the marbles, cherts and mafic intrusions. ³⁴S values of sulphides range between + 0.5 and + 1.3% for the central zone, and between-1.4 and + 1.5% for the peripheral zone. Sulphide-pair sulphur isotope geothermometry (Ohmoto and Rye, 1979) yields temperatures around 555°C corresponding with the temperature of 550–600°C estimated from silicate and sulphide parageneses. Although the Gruvâsen deposit is situated close to the Filipstad-type granitic intrusion, this granite is unlikely to have a genetic relationship with the sulphide mineralization, because the sulphide skarns were deformed at about 1,860 Ma, whereas the postkinematic Filipstad-type granite is dated at +- 1,640Ma (Oen, 1982). Hydrothermal fluids at estimated temperatures around 550°C, presumably heated by the coeval solidifying mafic sills and dykes, are considered responsible for the dissolution and transport of sulphur from the mafic rocks, and of metals from both mafic and felsic rocks underlying the Gruvåsen marbles, and for the redeposition of metals and sulphur in the Gruvåsen sulphide skarn deposit.

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Schwefelisotopen der Gruvåsen Sulfid-Skarnlagerstätte, Bergslagen, Schweden

Zusammenfassung Die sulfidischen Skarne von Gruvåsen, West-Bergslagen, sitzen in Mergeln and Metaquarziten auf, die von zahlreichen mitelproterozoischen, geringmächtigen mafischen Sills und Gängen durchdrungen werden. Die Sulfid-Skarne sind zoniert. Im zentralen Bereich der Mineralisation treten Cu-Zn-Fe-sulfidreiche Pyroxen-Skarne auf (+- Scheelit, Molybdenit, Cassiterit, Wismuth), während die Randzonen vorwiegend aus Zn-Fe-Pb-As-sulfidreichen Amphibol-Skarnen bestehen. Die zentralen Skarnanteile zeigen engen Zusammenhang mit einer lokalen K-Alteration der Mergel, Metaquarzite und mafischen Intrusionen. In der zentralen Zone liegen die ³⁴ S-Werte der Sulfide zwischen + 0.5 und + 1.3%, in der Randzone zwischen - 1.43 und + 1.5%. SchwefelisotopenGeothermometrie von Sulfidpaaren (Ohmoto & Rye, 1979) ergaben Temperaturen um 550°C. Diese stimmen mit den Temperaturen aus den Silikat- und Sulfidparagenesen von 550–600°C gut überein. Obwohl die Gruvåsen Lagerstätte nahe der FilipstadTyp Granitintrusion liegt, erscheint eine genetische Verbindung mit der Sulfidmineralisation unwahrscheinlich, da die Sulfid-Skarne ein Deformationsalter von 1860 Mio zeigen, während der postkinematische Filipstad-Typ Granit auf +- 1640 mio datiert ist (Oen, 19982). Es wird vermutet, daß hydrothermale Lösungen, die durch die erstarrenden mafischen Sills und Gänge auf etwa 550°C aufgeheizt worden sind, für die Vererzung verantwortlich sind. Der Schwefel kann aus den mafischen Gesteinen bezogen werden, die Metalle aus mafischen und felsischen Gesteinen, die die Gruvåsen Mergel unterlagern. Hydrothermale Aktivität verursachte Lösung, Transport und Umlagerung des Schwefels und der Metalle in die Gruväsen Sulfid-Skarn Lagerstätte.

     

Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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With 4 Figures     

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

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

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

     

The shoshonite porphyry Cu-Au association in the Goonumbla District,N.S.W., Australia

Summary The Goonumbla porphyry copper-gold deposit in N.S.W., Australia, is hosted by late Ordovician (439.2 ± 1.2 Ma)shoshonitic igneous rocks. In terms of their petrography, the rocks vary from andesitic to dacitic lavas and tuffs which are partly intruded by monzonite stocks; they are characterized by high and variable Al₂O₃ (13.4–19.9 wt%), very high K₂O values (up to 6.8 wt%), and high K₂O/Na₂O ratios (0.58–1.48), which are typical for the shoshonite association. The rocks also have enriched LILE concentrations (Ba up to 1200 ppm, Sr up to 1350 ppm), low HFSE (TiO₂ < 0.67 wt%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm), and very low LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), which are typical for potassic volcanic rocks formed in alate oceanic-arc setting.Mineral chemistry of selected magmatic mica and apatite phenocrysts from host rocks reveals relatively high SrO and BaO contents (micas: 0.15 wt% and up to 0.28 wt%, respectively; apatites: up to 0.28 wt% and 0.19 wt%, respectively) and very high halogen concentrations. Micas are characterized by up to 3.9 wt% F and 0.14 wt% Cl, whereas apatites have up to 3.6 wt% F and 0.68 wt% Cl. These very high halogen contents compared to those from barren intrusions imply that the shoshonitic magmatism was the source of mineralization.Copper-gold mineralization consists mainly of bornite, chalcopyrite, chalcocite and minor pyrite and tetrahedrite. Native gold occurs mainly as minute grains within silicates of the host rocks, and more rarely as fine inclusions in the sulphides. Mineralization is accompanied by wallrock alteration comprising a spatially restricted potassic type and a regional propylitic alteration type.Thus, the porphyry copper-gold deposit in the Goonumbla district can be viewed as an additional example of a worldwide association between potassic/shoshonitic magmatism and base- and precious-metal mineralization. More specifically, it appears to be the oldest recorded example of a shoshontie-associated porphyry Cu-Au deposit from a late oceanic-arc setting, a possible modern analogue being Ladolam at Lihir Island, Papua New Guinea

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation im Goonumbla Distrikt, N.S.W., Australien

Zusammenfassung Die Porphyry Cu-Au Vererzung im Goonumbla Distrikt in New South Wales, Australien, sitzt in oberordovizischen (ca. 439.2 ± 1.2 Ma) Shoshoniten auf. Das petrographische Spektrum dieser Gesteine reicht von andesitischen bis dazitischen Laven und Tuffen, die lokal von Monzonit-Stöcken intrudiert werden; die Gesteine besitzen hohe, aber variable Al₂O₃ Gehalte (13.4–19.9 Gew%), sehr hohe K₂O Gehalte (bis zu 6.8 Gew%) und hohe K₂O/Na₂O Verhältnisse (0.58–1.48), die typisch sind für Shoshonite. Außerdem weisen sie hohe Konzentrationen an LILE Elementen (Ba bis 1200 ppm, Sr bis 1350 ppm) auf und geringe Konzentrationen an HFSE (TiO₂ < 0.67 Gew%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm) sowie an LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), die als typisch gelten für potassische Vulkanite von ozeanischen Plattengrenzen.Die Mineralchemie von repräsentativen Glimmer- und Apatit-Phänokristallen ist charakterisiert durch hohe SrO und BaO Gehalte (Glimmer: 0.15 Gew%, bzw. bis 0.28 Gew%; Apatite: bis 0.28 Gew%, bzw. 0.19 Gew%). Sie enthalten ferner sehr hohe Halogen-Konzentrationen. Die Glimmer enthalten beispielsweise bis zu 3.9 Gew% F und 0.14 Gew% Cl, während Apatite bis zu 3.6 Gew% F und 0.68 Gew% Ci aufweisen. Dies erscheint nicht ungewöhnlich, weil Glimmer und Apatite von vererzten Mag matiten zumeist deutlich höhere Halogengehalte besitzen, als solche von unvererzten Magmatiten. Die hohen Halogen-Gehalte in Phänokristallen aus den Shoshoniten legen nahe, die Vulkanite als den Ursprung der Vererzung zu interpretieren.Die Cu-Au Vererzung besteht überwiegend aus den Sulfiden Bornit, Kupferkies, Kupferglanz und vereinzelt auftretendem Pyrit und Tetrahedrit. Gediegen Gold wird in der Regel nur als kleine Partikel innerhalb von Silikaten der shoshonitischen Wirtsgesteine und seltener als feine Einschlüsse in Sulfiden gefunden.Die Vererzung wird von hydrothermaler Alteration der Wirtsgesteine begleitet und zwei Alterationsarten lassen sich unterscheiden: eine potassische sowie eine regional zu beobachtende propylitische Alteration.Die Porphyry Cu-Au Lagerstätte im Goonumbla Gebiet ist ein Beispiel für die weltweit beobachtete Assoziation von Bunt- und Edelmetallvererzungen und potassisch/shoshonitischem Magmatismus. Der Goonumbla Distrikt stellt die älteste bisher bekannte Porphyry Cu-Au Lagerstätte aus einerspätgenetischen ozeanischen Plattengrenze dar. Einmodernes Beispiel für eine Cu-Au Lagerstätte vergleichbaren Typs ist Ladolam auf Lihir Island, Papua New Guinea.

     

The shoshonite porphyry Cu-Au association at Bajo de la Alumbrera, Catamarca Province, Argentina

Summary Bajo de la Alumbrera forms an example of a series of world class copper-gold deposits that are hosted by potassic igneous rocks. The Bajo de la Alumbrera porphyry copper-gold deposit is situated in the Catamarca Province of Northwest-Argentina and belongs to the ten largest copper mines in the world; it is also one of the largest gold producers in South America.The deposit is characterized by an alteration-zoning pattern with a central potassic core which grades outwards into a zone with propylitic alteration and an intermediate annular phyllic overprint. Porphyry copper-gold mineralization consists mainly of disseminated and/or vein-related chalcopyrite within the central potassic alteration zone which also hosts the highest gold grades (up to 2 ppm). Mineralization is genetically related to co-magmatic hypabyssal dacite domes with shoshonitic compositions which intruded the high-K calc-alkaline andesitic to latitic lava flows, breccia tuffs, and agglomerates of the Upper Miocene Farallon Negro Formation. The Farallon Negro Formation is interpreted as the remnants of a major stratovolcano some 16 km in diameter, with volcanism being controlled by sinistral pull-apart tectonics along a major NW-trending lineament.The dacitic rocks associated with the porphyry copper-gold mineralization have porphyritic textures with phenocrysts of alkali feldspar, plagioclase, biotite, and very rare amphibole in a fine-grained feldspathic groundmass. The abundance of hydrous minerals, such as biotite phenocrysts and apatite microphenocrysts, is consistent with the volatile-rich nature of the melts. The rocks underwent moderate degrees of clinopyroxene-biotite-âpatite-titanite fractionation. Several samples are overprinted by weak to moderate potassic or carbonate-sericite alteration. Geochemically, the dacites are characterized by high LILE (e.g. K20 up to 7.16 wt%, and Rb, Sr, and Ba up to 145 ppm, 445 ppm, and 610 ppm, respectively), moderate LREE (La < 73 ppm and Ce < 140 ppm), and low HFSE (TiO₂ < 0.92 wt%, Zr < 142 ppm, Hf < 4.6) which are typical for subduction-related potassic igneous rocks from a mature continental-arc setting. The rocks have evolved compositions with relatively low mg# < 53. Their high Ba/Nb and high Rb/Nb ratios (up to 87 and 31, respectively) clearly distinguish them from rocks derived from within-plate settings.The rocks from Bajo de la Alumbrera contain average ratios of Fe₂O₃/(FeO+Fe₂O₃) as high as 0.49 reflecting the oxidized nature of their parental melts.

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation von Bajo de is Alumbrera, Catamarca Provinz, Argentinien

Zusammenfassung Bajo de la Alumbrera ist ein Beispiel für eine bedeutende Gold-Kupfer Lagerstätte in Kalium-reichen Magmatiten. Die Kupfer-Gold Lagerstätte Bajo de la Alumbrera gehört zum sogenannten Porphyry-Typ und befindet sich in der Catamarca Provinz im Nordwesten von Argentinien. Bajo de la Alumbrera zählt zu den zehn größten Kupferminen der Welt und ist einer der größten Goldproduzenten in Südamerika.Die Lagerstätte zeichnet sich aus durch eine klassische Zonierung der Alterationszonen, beginnend mit der zentral aufgeschlossenen `potassischen' Alterationszone (sekundärer Biotit-Magnetit-Orthoklas), die weiträumig von propylitischer Alteration (sekundärer Epidot-Chlorit) umgeben wird. Beide Alterationstypen werden von einer spätgenetischen phyllischen Alteration (sekundäre Tonminerale-Serizit-Pyrit) umgewandelt. Die Kupfer-Gold-Vererzung besteht überwiegend aus Kupferkies, der entweder feinverteilt in den Silikaten oder in Quarzadern innerhalb der potassischen Alterationszone vorkommt. Diese Zone beherbergt neben den höchsten Kupfergehalten auch die höchsten Gold-Gehalte von bis zu 2 ppm. Die Vererzung steht in direktem genetischen Zusammenhang mit subvulkanischen Dazit-Domen mit außergewöhnlich hohen Kalium-Gehalten, die die kalkalkalischen Andesite, Latite, Tuffbrekzien und Agglomerate der Ober-Miozänen Farallon Negro Formation intrudierten. Die Farallon Negro Formation stellt die erodierten Reste eines Stratovulkans mit schätzungsweise 16 Kilometern Durchmesser dar. Der Vulkanismus ereignete sich innerhalb eines Pull-Apart Beckens, entlang eines großen Nordwest-streichenden Lineaments.Die dazitischen Muttergesteine der Kupfer-Gold-Vererzung haben porphyrische Texturen mit Phänokristallen bestehend aus Kalifeldspat, Plagioklas, Biotit, und, sehr selten, Amphibol in einer fein- bis mikrokristallinen Grundmasse. Die Häufigkeit von Mineralen wie Biotit und Apatit reflektiert die hohen Gehalte an volatilen Phasen in der Schmelze. Die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine wurde von einer moderaten Klinopyroxen-Biotit-Apatit-Titanit Fraktionierung mitgeprägt. Einige der untersuchten Dazite wurden von einer schwachen bis moderaten Biotit-Magnetit-Orthoklas oder Karbonat-Serizit-Alteration überprägt.Die chemische Zusammensetzung der Dazite zeichnet sich aus durch hohe Gehalte an LILE (z. B. K₂0 bis zu 7.16 Gew%, Rb, Sr, und Ba bis zu 145 ppm, 445 ppm, und 610 ppm), moderate Gehalte an LREE (z.B. La < 73 ppm, und Ce < 140 ppm), und geringe Gehalte an HFSE (z.B. TiO₂ < 0.92 Gew%, Zr < 142 ppm, und Hf < 4.6 ppm), die typisch sind für Kalium-reiche Magmatite von kontinentalen Subduktionszonen. Die untersuchten Gesteine sind relativ fraktioniert und besitzen geringe mg# < 53. Ihre hohen Ba/Nb und Rb/Nb Verhältnisse sind typisch für Kalium-reiche Magmatite aus Subduktionszonen und unterscheiden sie eindeutig von Gesteinen aus within-plate settings.Die hohe Oxidationsstufe der Mutterschmelze reflektiert sich in den hohen Fe₂O₃/ (FeO + Fe₂O₃) Verhältnissen der untersuchten Gesteine von 0.49.

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With 7 Figures     

Trace element geochemistry and genesis of the copper ore deposits of the Singhbhum shear zone,Eastern India

The genesis of the copper ore deposits of the Singhbhum shear zone, India, has been worked out through a detailed geochemical examination of the ores and the country rocks. Following different techniques of atomic absorption, the abundances of Cu, Co, Ni, Pb, Zn, Cd, Ag, Mn and Hg were determined and the trace element characteristics of the principal rock units in and outside the shear zone have been compiled and critically evaluated. The data suggest that the ore deposits are the result of a sequence of long-continued and over-lapping geological processes culminating in intense shearing, syntectonic granitization and considerable mobilization of the ore elements. The Precambrian metasedimentary and metavolcanic rocks of the shear zone, as well as those enclosing it, served as the source, while diffusion of the ore constituents and their precipitation in physicochemically favourable structural traps, formed in response to shearing, resulted in the formation of the deposits.

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Zusammenfassung Als Beitrag zur Klärung der Genese der Kupferlagerstätten in der Singhbhum Shear Zone, Indien, wurden geochemische Untersuchungen an Erzen und Nebengestein durchgeführt. Spurengehalte von Cu, Co, Ni, Pb, Zn, Cd, Ag, Mn, Hg wurden mit Hilfe der AAS bestimmt, ihre Verteilung innerhalb der Zone und der angrenzenden Gesteinstypen wird diskutiert. Auf Grund der vorliegenden geochemischen Daten wird folgende Deutung zur Entstehung der Erzlagerstätten gegeben: Die Bildung der Singhbhum-Erzvorkommen ist das Ergebnis einer Folge langandauernder und sich überschneidender geologischer Prozesse, wie intensiver Scherung, syntektonischer Granitisation und damit verbundener Mobilisierung der oben genannten Elemente. Die präkambrischen Metasedimente und Metavulkanite innerhalb der Scherzone und ihrer näheren Umgebung sind als Muttergesteine der erzbildenden Elemente anzusehen. Die Bildung der Lagerstätte ist das Resultat der Diffusion von Lösungen und ihres Absatzes in physikalisch-chemisch günstigen Struktur-Fallen, gebildet im Anschluß an die Scherung.

     

Zur Interpretation von Pyrrhotin-Gefügen

Zusammenfassung Die Gefüge von Pyrrhotinerzen von vier Lagerstätten wurden mit einem Röntgentexturgoniometer untersucht. Alle Proben zeigen eine Einregelung von (0001) ± parallel zur Ebene der Lagigkeit (s) der Erze. Die Gefügediagramme der (10 2)-, (11 0)- und (10 0)-Reflexe von drei Fundpunkten haben orthorhombische Symmetrie. Die gleichen Diagramme der vierten Lagerstätte sind hexagonal.Die orthorhombischen Gefüge werden durch eine Deformation mit einfacher Scherung erklärt. Mit Hilfe eines Rechenprogrammes wurden entsprechende synthetische Gefügediagramme erzeugt. Ihre Ähnlichkeit mit der Mehrzahl der natürlichen Texturen macht das angenommene Modell wahrscheinlich. Auch kann geschlossen werden, daß die Proben — ausgenommen diejenigen mit nicht hinreichend deutbarer hexagonaler Symmetrie — durch eine Scherverformung entstanden sind.Gelegentlich scheint es möglich, durch Gefügeuntersuchungen an Erzen Rückschlüsse auf die tektonische Geschichte der Lagerstätte bzw. auf deren Beanspruchung zu ziehen.

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The fabrics of pyrrhotite ores from four deposits are determined by means of an X-ray texture goniometer. All specimens show (0001) ± parallel to the plane of schistosity (s) of the ores. The pole figures of the (10 2)-, (11 0)-, and (10 0)-reflections from samples of three localities are of orthorhombic symmetry. The same pole figures from the fourth deposit show hexagonal symmetry.The fabrics of pyrrhotite with orthorhombic symmetry are explained assuming a model with a deformation by simple shear. Synthetic diagrams are plotted using a program which simulates the conditions of this model. The synthetic diagrams are in good agreement with most of the measured ones, and this argues for the validity of the suggested model on the one hand and on the other hand confirms that these pyrrhotite fabrics may have been formed by simple shear. The fabrics with hexagonal symmetry seem to be produced by a quite different mechanism.In some cases one may infer from the results of the fabric analysis of ores to the tectonical history and the mode of deformation of the ore deposit.

     

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

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

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

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

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With 4 Figures     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

Summary A microscopic study of ores of the Kedabek deposit revealed unusual microtextures of intimate intergrowths of fine grains of chalcopyrite, fahlore (tetrahedrite), arsenopyrite and sphalerite. These textures result from fahlore (tennantite) decomposition. A detailed study of the chemical composition of earlier and later generations of ore minerals and the bulk composition of the products of decomposition of tennantite suggest that the decomposition of tennantite is due to an increase in the activity of antimony. The reason for such an increase is the crystallization of earlier generations of arsenopyrite and tennantite which caused a depletion of arsenic and an increase in the antimony/arsenic ratio in residual solutions.

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Die Zerfallsbedingungen von Tennantiten aus der Kedabek-Lagerstätte, Aserbaidschan, G.U.S.

Zusammenfassung Mikroskopische Untersuchungen von Erzen der Lagerstätte Kedabek belegen ungewöhnliche Mikrostrukturen, nämlich feinkörnige Verwachsungen von Zinkblende mit Kupferkies, Fahlerz (Tetraedrit) und Arsenkies, die durch den Zerall von Tennantit entstanden sind. Eine detaillierte chemische Untersuchung der verschiedenen Generationen von Erzmineralien und deren Gesamtchemismus führt zum Schluß, daß diese Umwandlung von Tennantit durch eine Zunahme der Aktivität des Antimons bedingt ist. Diese Zunahme ist durch die Kristallisation einer früheren Generation von Arsenopyrit und Tennantit verursacht, die zu einer Verarmung der Restlösung an Arsen und einer Erhöhung des Antimon/Arsen-Verhältnisses geführt haben.

     

Über die Herkunft der ostalpinen Vererzung

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

Zur Lagerstättengenetischen Deutung der Isotopenverhältnisse am Blei und Schwefel

Zusammenfassung Es werden einige der Voraussetzungen untersucht, unter denen sich aus den Isotopenverhältnissen von Blei, Schwefel und anderen am Aufbau einer Lagerstätte beteiligten Elementen Aussagen über die Bildungsbedingungen und genetischen Zusammenhänge herleiten lassen.Am Blei interessiert in diesem Zusammenhang in erster Linie die Anomalie gegenüber demHolmes-Houtermanschen Bleimodell, während das Absolutalter nur zur Kontrolle bzw. zum Einhängen in das geologische Zeitschema benötigt wird. Auf die Entstehungsursachen der Anomalien wird im Abschnitt B eingegangen.Bei den leichteren Elementen — wie z. B. H, C, O und S — treten im Verlaufe geochemischer Prozesse Isotopen-Trenn-Effekte auf, und man kann daher aus den Isotopenverhältnissen bspw. auf eine voraufgegangene Teilnahme am exogenen Kreislauf schließen. Derartige Messungen sollen möglichst vollständig in die Untersuchungen einbezogen werden und wurden im vorliegenden Programm bereits für den Schwefel des Bleiglanzes (PbS) durchgeführt (Abschnitt C).Im Abschnitt D wird kurz auf die Meßtechnik eingegangen, und Abschnitt E gibt einen Überblick auf die Meßergebnisse an Lagerstätten des Westharzes (Oberharz, St. Andreasberg, Rammelsberg). Die Auswertung der Blei-Messungen (Abschnitt F) und Schwefel-Messungen (Abschnitt G) bringt für das gewählte Modell-Arbeitsgebiet interessante Ergänzungen der bekannten genetischen Zusammenhänge, so daß die Übertragung der Untersuchungstechnik auf andere Lagerstättengebiete nützlich erscheint.Die Messungen wurden größtenteils im Massenspektrometer-Laboratorium der Bundesanstalt für Bodenforschung, Hannover, durchgeführt. Das Probenmaterial stammt aus eigenen Aufsammlungen sowie aus den Sammlungen der Herren Berging. E.Bock, St. Andreasberg, Dr. E.Kraume, Goslar, und Prof. Dr. H.Rose, Hamburg. Außerdem wurden die ersten Teilergebnisse eines gemeinsam mit Herrn Dr.-Ing. H.Hüttenhain, Clausthal, begonnenen Untersuchungsprogramms verwertet.Ich möchte an dieser Stelle allen im Text genannten Herren für die Überlassung von Untersuchungsmaterial und für fruchtbare Anregungen danken, vor allen Dingen aber auch meinem bisherigen Kollegen, Herrn Dipl.-Phys. H.Lenz, sowie den Damen M.Fassbender, U.Rätsch und U.Römer für die Durchführung der zahlreichen Analysen und Auswertungen.     

Die stratiforme Sulfidlagerstätte Walchen,Steiermark, Österreich: Geochemie und Genese

Zusammenfassung Die Neubearbeitung derstratiformen Sulfidlagerstätte Walchen bei Öblarn, Steiermark, offen-bart eine eisenbetonte submarin-exhalative Metallkonzentration in einem vulkano-sedimentären Rahmen. Dieser liegt heute in Form metamorpher Gesteine der untersten Grünschieferfazies vor. Mineralchemische Untersuchungen zeigen, daß die ehemalige intensivste metamorphe Überprägung der Lagerstätte im Bereich von 450°–500°C oberhalb 4 kb stattgefunden hat. Metavulkanite, vertreten durch Grünschiefer, lassen alkalibasaltische Affinität erkennen. Die vulkano-tektonische Position der Lagerstätte ist in einem intrakontinentalen Riftsystem zu sehen.

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The stratiform sulphide deposit at walchen, styria, austria: Geochemistry and genesis

Summary The Walchen deposit consists of a 1–2 m thick layer of massive to disseminated pyrite-pyrrhotite-chalcopyrite ore with an average grade of 1% Cu. It has been mined intermittently in the past. The ore horizon occurs within sericitic and quartzitic phyllites which carry intercalations with significant carbonate, garnet and graphite contents. The succession is of lower Paleozoic age and forms part of the Grauwackenzone, a volcano-sedimentary unit which separates the Central Alps from the Northern Calcareous Alps.The precursor rocks of the ore environment have been pelites and sandstones; greenschists occur in the hanging wall of the mineralization. Major and trace element analyses of greenschists reveal them as low-grade metamorphic equivalents of continental alkali basalts. Hydrothermal systems generated by volcanic activity were responsible for deposition of stratiform sulphides. The predominance of clastic sediments and the absence of stringer zones point towards a shallow depositional basin.Microprobe analyses of garnets from the ore environment reveal an increase in spessartine contents from 7 mol% in phyllites to 20 mol% in the vicinity of the ore horizon. Similar data have been reported from other stratabound base metal deposits (Broken Hill, N.S.W.; Kreuzeck Mountains, Austria; Gamsberg, South Africa); the manganese concentrations represent fossil manganese haloes.Pyrite carries minor Ni and Co (up to 0.03, respectively 0.3%), pyrrhotite averages 0.8% Ni and 0.1% Co, Fe-contents of sphalerite vary from 6.41–9.33%; Cd, In and Mn have not been recorded.Garnet-biotite pairs suggest maximum metamorphic temperatures of 450°–500°C: pressures of 4 to 5 kb have been estimated. The Walchen deposit is interpreted as the product of submarine exhalative processes in an incipient rift. It was affected by prograde metamorphism during the Variscan orogeny, and by retrograde affects during a later event. Isochemical metamorphism resulted in the preservation of a primary manganese halo.

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Mit 6 Abbildungen     

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     

Chemical differences between minerals from mineralizing and barren intrusions associated with molybdenum mineralization at Climax,Colorado

Summary At Climax, comagmatic igneous intrusions can be subdivided into two groups, mineralizing stocks which are parent intrusions for Mo orebodies and barren stocks. Magmatic biotites in mineralizing stocks are similar to hydrothermal biotites in that they contain a greater proportion of Si-enriched and Ti-depleted compositional domains than do magmatic biotites in barren stocks. A similar trend of Si-enrichment correlated with Ti-depletion is also recorded in biotites from the Bingham porphyry copper deposit. Such trends are attributed to vapour exsolution associated with mineralization. Mo concentrations of magmatic biotites, as determined by ion-probe analysis, from mineralizing stocks (av. 40 gg/g) and barren stocks (av. 33 /g) at Climax are similar, being in the same order of magnitude as magmatic biotite Cu concentrations in mineralizing and barren (type A) intrusions in North American porphyry copper deposits (Hendry et al., 1985). These Cu and Mo values are more than a factor of 10 lower than Cu concentrations commonly recorded in magmatic mafic phases in barren (type B) South West Pacific and Australian granitic systems that are temporally distinct from mineralizing events, and are consistent with the magmatic-hydrothermal origin for the Climax deposits proposed by White et al. (1981).

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Chemische Charakteristika von Mineralen aus erzführenden und erzfreien Intrusionen im Bereich der Molybdänlagerstätte Climax, Colorado

Zusammenfassung Zwei Gruppen komagmatischer Intrusivkörper können im Bereich der Molybdän-Lagerstätte Climax, Colorado, unterschieden werden: Mineralisierende Intrusiva, die Stammagmen für Molybdän-Erzkörper darstellen, und erzfreie Intrusiva. Magmatische Biotite in mineralisierenden Intrusiva sind hydrothermalen Biotiten insofern ähnlich, als sie einen größeren Anteil von Si-angereicherten und Ti-verarmten Bereichen enthalten als magmatische Biotite in erzfreien Intrusiva. Ein ähnlicher Trend von Si-Anreicherung, die mit Ti-Verarmung korreliert werden kann, ist auch in Biotiten aus der Porphyry-copper-Lagerstätte Bingham bekannt geworden. Derartige Trends werden auf Entmischung von Dampfphasen in Zusammenhang mit der Mineralisation zurückgeführt.Molybdän-Konzentrationen von magmatischen Biotiten in Climax wurden mit der Ionensonde bestimmt und zeigen in mineralisierenden und erzfreien Intrusiva ähnliche Werte, i.e., 40 p/g bzw. 33 gg/g. Diese Werte liegen in derselben Größenordnung wie Kupferkonzentrationen in magmatischen Biotiten aus vererzten und erzfreien (Typ A) Intrusionen im nordamerikanischen Porphyry-copper-Lagerstätten (Hendry et al., 1985). Diese Kupfer- und Molybdänwerte sind um den Faktor 10 niedriger als Kupferkonzentrationen, die man gewöhnlich in magmatischen mafischen Phasen in erzfreien (Typ B) Granitsystemen im südwestlichen Pazifik und Australien nachgewiesen hat. Diese sind zeitlich einer anderen Entstehungsperiode zuzuordnen als die erzbildenden Vorgänge, und dies stimmt wiederum mit der magmatisch hydrothermalen Entstehung der Lagerstätten von Climax überein, wie sie vonWhite et al. (1981) vorgeschlagen worden ist.

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With 4 Figures     

Korngefügeanalytische Untersuchungen der Siderit-Lagerstätte Hüttenberg (Kärnten)

Zusammenfassung Die mächtigen Sideritvererzungen der Lagerstätte Hüttenberg sind auf Marmorzüge des Saualmkristallins beschränkt, dessen ordovizisch-silurisch-devonisches Alter und dessen durch die variszische, synmetamorphe Orogenese geprägter Bau heute als weitgehend gesichert angesehen wird.Großtektonische Untersuchungen zeigen, daß die B-Achsenhauptrichtungen aller im Bereich der Lagerstätte auftretenden Gesteinstypen, einschließlich derer der vererzten Partien, gleichgerichtet sind.Das wird auch durch die Korngefügeuntersuchungen bestätigt: deutlich tritt sowohl eine B- wie auch S-Tektonitregelung hervor, wobei dieser starken Formung auch das makroskopisch sichtbares als (h0l)-Fläche zuordenbar ist und die aus der Tektonitregelung erschließbaren Achsen in ihrer Richtung mit den variszisch angelegten Groß- und Kleinfalten übereinstimmen.Eine die variszische Orogenese überdauernde Thermometamorphose hat die bestehenden Regelungen nicht verwischt, ein Einfluß einer vorvariszischen oder einer alpidischen Phase ist im Korngefüge nicht nachweisbar.Erhalten sind auch Wachstumsgefügeregelungen, die aber wegen ihrer Mehrdeutigkeit keine klaren Schlußfolgerungen über ihre Entstehung erlauben.Die Korngefügeuntersuchungen bestätigen auch, daß der Metasomatose bei der Ausbildung der Lagerstätte in ihrer heutigen Form eine wesentliche Rolle zukommt. Der Nachweis metasomatischer Prozesse sagt aber nichts über den eigentlichen Eisenanreicherungsvorgang aus und bedeutet keinesfalls, daß der Lagerstätteninhalt durch metasomatischen Stoffaustausch zugeführt wurde.Es wird vielmehr auf eine Mobilisation schon primär vorhandenen Eisens durch Druck- und Temperaturerhöhung während der variszischen Orogenese und der damit verbundenen Thermometamorphose geschlossen; die Bruchtektonik der alpidischen Gebirgsbildungsphase konnte solche lagerstättenbildende Prozesse nur mehr in geringem Maß auslösen.

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Petrofabric analysis of the Hüttenberg siderite deposit, carinthia, Austria

Summary The extensive siderite mineralization of the Hüttenberg deposit is restricted to marble series of the Saualm Crystalline. The Ordovician to Devonian age of this metamorphic complex and its Variscan structure is well substantiated.Large-scale tectonic investigations show that the main directions of the B-axes of all types of rocks occurring within the deposit have the same directions.This is also confirmed by investigations of the grain texture: B- as well as S-tectonite orientation can be found. The macroscopically visibles is also attributed to this strong Variscan folding as (h0l)-plane. The axial directions which can be inferred from this orientation coincide exactly with the Variscan large-scale and small-scale folds. Influence of a pre-Variscan or Alpidic phase can also be observed. There is also a distinct orientation of growth fabric. No clear conclusions could be drawn, however, as to their origin. The detection of metasomatic processes neither gives any information as to the process of enrichment nor does it mean that the entire content of the deposit has been added by metasomatic exchange of matter. It is concluded that a mobilization of already existing iron has taken place during the Variscan orogenesis. Such depositional processes could be released to a minor extent only by the fracture tectonics of the Alpidic orogenesis. Thus, quantitative evidence is provided for the first time to show that this metasomatic deposit has, in fact, been derived from pre-metamorphic sedimentary iron concentrations.

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Mit 3 Abbildungen und 24 Diagrammen     

Eine Uranerzlagerstätte in permotriadischen Sedimenten Tirols

Zusammenfassung Im Zuge lagerstättenkundlicher Untersuchungen in der Nördlichen Grauwackenzone Tirols konnten im nördlich vorgelagerten und primär mit dem Paläozoikum im Zusammenhang stehenden permotriadischen Sedimentstreifen lokal lagerstättenbildende Uran-Thorium-Anreicherungen festgestellt werden. Im Gebiet südlich von Fieberbrunn-Hochfilzen enthalten, dem Bundsandstein zugehörige, feinkörnige graue Quarzpsammite und quarzsandige Serizitpsammopelite an Pflanzenreste gebundene Pechblende, häufig begleitet von Pyrit, Markasit und Kupferkies. Die Erzminerale treten imprägnationsähnlich in den permoskytischen Sedimenten auf und werden als authigene Bildungen durch syndiagenetische chemische Anlagerung gedeutet. Im Nebengestein treten lagenweise auch syndiagenetische Magnesitbildungen auf.Erzminerale sowie detritische und authigene Gesteinskomponenten wurden alpidisch durchbewegt und reagierten unterschiedlich, nämlich durch Formung im Feinbau oder durch Kataklase. Postdeformative Neubildungen, zum Teil verbunden mit lokalen Stoffwanderungen und Rekristallisationen, sind an Gesteins- und Erzmineralen festzustellen.Herkunftsgebiete des Urans sind in den heute aufgeschlossenen Arealen bisher nicht bekannt. Für die Kupfererze jedoch ergeben sich wahrscheinliche Beziehungen zu voralpidischen, paläozoischen Kupfermineralisationen, die innerhalb der Grauwackenzone mit zahlreichen Lagerstätten vertreten sind.An sekundären Mineralien finden sich Goethit, Lepidokrokit, Digenit, Covellin, Cuprit, gediegen Kupfer, Malachit sowie Zippeit als Uranabkömmling.Die Verbreitung der in einigen Schichtbänken des Sandsteinhorizontes auftretenden U-Th-Anreicherung ist bisher auf 10 km streichende Distanz bekannt. Wenn auch über die stratigraphische Lagekonstanz und über Schwankungen der Radioaktivität infolge spärlicher Geländeaufschlüsse vorläufig noch keine wirtschaftlich brauchbaren Aussagen gemacht werden können, kann immerhin von der ersten in Österreich nachgewiesenen Uranlagerstätte gesprochen werden, in der punktförmige lokale U-Anreicherungen von 1% (=10.000 ppm), in einem Einzelfall 2% U, nachgewiesen sind.

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A uranium deposit in permotriassic sediments in the province of Tyrol, Austria

Summary During an investigation of the mineral deposits in the Northern Grauwackenzone of the Tyrol, zones of uranium-thorium enrichment were detected in the Permotriassic sediments unconformably overlying the Paleozoic sequence. In the area south of Fieberbrunn-Hochfilzen pitchblende (parapitchblende) associated with plant remains was found in fine-grained grey sandstones and sericitic sandy shales. The pitchblende frequently occurs together with pyrite, marcasite and chalcopyrite. All these minerals are found in Permoskytic sediments in a form similar to impregnation. They are regarded as being authigenic having formed by syndiagenetic chemical deposition. Nearby country rock contains beds of syndiagenetic magnesite.During the Alpine orogenesis the ore minerals as well as the detrital and authigenic rock components underwent deformation of the lattice structure or cataclastic processes. Post-tectonic processes resulted in mobilization and recrystallization of the rock and ore minerals.The source areas of the uranium are not yet known. The copper ores may be related to Pre-alpidian Paleozoic copper mineralizations. Numerous deposits containing such copper mineralizations are found in the Grauwackenzone.Goethite, lepidocrocite, digenite, covellite, cuprite, copper, malachite, and zippeite were found as secondary minerals.The distribution of the U-Th enrichment is observed in some beds of the sandstone horizon over a distance of 10 km along strike. At the present time no economic conclusions can be drawn as to the stratigraphic extent and fluctuations of radioactivity; however, this occurrence can be described as the first uranium deposit in Austria where very local U-concentrations of 1% (=10.000 ppm), in a single case 2% U, have been measured.

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Mit 7 Abbildungen