Subduction-related Late Permian shoshonites of the Sydney Basin, Australia

Summary The Late Permian shoshonitic province of the southern Sydney Basin consists of lavas and intrusions confined to a 140 km long coastal belt, but geophysical and sedimentological data indicate that the province once had a length of at least 340 km. Both petrographic and geochemical data indicate shoshonitic affinities for these Late Permian rocks and, although the compositional range is from 48.4 to 60.6% SiO₂, all units except an andesite lava have <55% SiO₂. Subduction-related attributes of the province include enrichment in Al₂O₃ and LILE (Rb, K and LREE), depletion in HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti), low Nb/U, and Sr/Nd of 30–35. Initial (at 250 Ma)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ranges from 0.70294 to 0.70440 whereas _Nd values range from +5.11 to +2.14 and plot almost exclusively in the mantle array. Low MgO and mg-numbers (maximum 7.37% and 64.5, respectively) demonstrate that none of the shoshonites represent primary magmas in equilibrium with mantle peridotite. Isotopic data and elemental contents are not supportive of a model in which crustal contamination is the dominant process in magma petrogenesis, but do not exclude contamination with Sr-rich material having a low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and high _Nd values.A temporal correlation between igneous rocks from the southern Sydney Basin, Dampier Ridge, New England and Tasmania indicates a widespread magmatic event which was, at least in part, shoshonitic in character and which developed in response to subduction along the east coast of Gondwanaland. The geochemical similarity between the Dampier Ridge and Sydney Basin samples does not support a model for spatial compositional variation across a subduction-related magmatic belt but, coupled with the variations in isotopic ratios, implies heterogeneity in the source.

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Spät-permische Schoschonite des Sidney Beckens in Australien

Zusammenfassung Die spät-permische Schoschonit Provinz des südlichen Sidney Beckens besteht aus Laven und Intrusionen, die in einem 140 km langen Gürtel längs der Küste auftreten. Geophysikalische und sedimentologische Daten weisen darauf hin, daß diese Provinz ursprünglich eine Länge von mindestens 340 km hatte. Sowohl petrographische wie geochemische Daten weisen auf schoschonitische Affinität dieser spät-permischen Gesteine hin. Obwohl die SiO₂ Gehalte von 48.4 bis 60.6% schwanken, haben alle Einheiten mit Ausnahme einer andesitischen Lava < 55%. Auf Subduktion weisen u.a. Anreicherungen an Al₂O₃ und LILE (Rb, K and LREE), die Verarmung an HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti) niedrige Nb/U und Sr/Nd von ungefähr 30–35 hin. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initiale, berechnet für 250 Ma, liegen zwischen 0.70294 und 0.70440 und die _Nd-Werte zwischen +5,11 und +2,14 und fallen fast ausschließlich in den Mantel-Bereich. Niedrige MgO und mg-Zahlen (Maximal 7,37% bzw. 64,5) zeigen, daß die Schoschonite nicht primäre Magmen, die mit Mantelperidotiten im Gleichgewicht sind, darstellen. Isotopendaten und Elementgehalte weisen nicht auf ein Modell hin, bei dem Krusten-Kontamination bei der Magmen-Genese eine wichtige Rolle spielte, aber eine Nichtkontamination mit Material, das niedrige⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Werte und hohe _Nd Werte hat, ist nicht auszuschließen. Eine zeitliche Beziehung zwischen den magmatischen Gesteinen des südlichen Sydney-Beckens, dem Dampier Ridge, Neuengland und Tasmanien weist auf ein weit verbreitetetes magmatisches Ereignis hin, das zumindest teilweise schoschonitischen Charakter hatte und das auf Subduktion längs der Ostküste von Gondwanaland zurückführbar ist. Die geochemische Ähnlichkeit von Proben des Dampier Ridge und des Sydney Beckens weist nicht auf räumliche Variationen in der Zusammensetzung über einen subduktionsbezogenen magmatischen Gürtel hin, sondern läßt eher, zusammen mit den Variationen der Isotopendaten, heterogene Quellen für diese Gesteine vermuten.

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With 10 Figures     

Petrogenesis of rare-element pegmatites in the Olary Block, South Australia, part 1. Mineralogy and chemical evolution

Summary Rare-element pegmatites within the Proterozoic Olary Block are of the berylcolumbite-phosphate type and probably related to the crystallisation of syn- to posttectonic peraluminous, S-type granitoids. The pegmatites are typically zoned and possess an inner quartz core, or a series of cores, an asymmetrical intermediate zone of coarse-grained muscovite, quartz, microcline and minor plagioclase, and an outer border zone of fine- to medium-grained microcline, quartz, plagioclase and muscovite. The zones contain abundant beryl and F-apatite, with additional species such as tourmaline, ferrocolumbite, samarskite, Nb-rutile and triplite-zwieselite nodules. These rare-element minerals occur preferentially at the contact between the intermediate zone and the quartz core. Hydrothermal alteration of triplite-zwieselite led to the development of secondary, microcrystalline bermanite, leucophosphite and phosphoferrite-kryzhanovskite. Paragenetic relationships of these phosphates suggest a sequence of hydrothermal transformations in an oxidising, low-temperature environment (< 250°C). A prominent feature of this succession is the decrease in Mg and Ca, and an increase in Fe³⁺/Fe²⁺, Mn³⁺/Mn²⁺, and H₂O. High a_HF, low pH and Al mobility occurred during the development of the secondary phosphates as shown by associated fluorite, sellaite and thomsenolite/pachnolite. Increasing Ca activities at a late hydrothermal stage led to the replacement of prexisting triplitezwieselite by additional F-apatite. Finally, weathering-related cyrilovite, lipscombite and crandallite-group minerals were formed by percolating meteoric waters under increasing f_{o 2}

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Petrogenese von Seltenelementpegmatiten im Olary Block, Südaustralien, Teil 1. Mineralogie und chemische Entwicklung

Zusammenfassung Seltenelementpegmatite im Proterozoischen Olary Block sind vom Beryl-Columbit-Phosphat Typ und stehen wahrscheinlich mit der Kristallisation von syn- bis spättektonischen, peraluminen, S-Typ Graniten in Verbindung. Die Pegmatite sind zoniert und besitzen einen inneren Quarzkern, oder eine Reihe von Kernen, eine asymmetrische Zwischenzone aus grobkörnigem Muskovit, Quarz, Mikroklin und Plagioklas, und eine äussere Randzone aus fein- bis mittelkörnigem Mikroklin, Quarz, Plagioklas und Muskovit. Die Zonen enthalten häufig Beryll, Fluorapatit, Turmalin, Ferrocolumbit, Samarskit, Niobrutil und Triplit-Zwieselit Nester. Diese Seltenelement Minerale finden sich überweigend am Kontakt der Zwischenzone und dem Quarzkern. Hydrothermale Alteration des Triplit-Zwieselit führte zu der Bildung von sekundärem, mikrokristallinen Bermanit, Leukophosphit und Phosphoferrit-Kryzhanovskit. Paragenetische Beziehungen dieser Phosphate weisen auf eine Abfolge von hydrothermalen Umwandlungen in einem oxidierenden, niedrig-Temperatur Milieu hin. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Abfolge ist eine Abnahme von Mg und Ca und eine Zunahme von Fe³⁺/Fe²⁺, Mn³⁺/Mn²⁺ und H₂O. Die Assoziation mit Fluorit, Sellait und Thomsenolit/Pachnolit zeigt hohen a_HF, geringen pH and Al Mobilität während der Bildung der sekundären Phosphate an. Während des hydrothermalen Endstadiums führten erhöhte Ca Aktivitäten zu der Verdrängung von bereits vorhandenem TriplitZwieselit durch zusätzlichen Fluorapatit. Schliesslich wurden während der Verwitterung Cyrilovit, Lipscombit und Crandallit-Minerale durch meteorische Wässer unter erhöhtem f_{O 2} gebildet.

     

A FORTRAN Program for tabulating and naming amphibole analyses according to the International Mineralogical Association Scheme

Summary Amphibole analyses input to program AMPHTAB (optionally with H₂O, F, Cl, minor elements and one or both of Fe₂O₃, FeO), are output in conventional column tables, with formula units, complete IMA names, and extensive messages indicating the quality of each analysis. AMPHTAB accepts data-files ranging from a single amphibole analysis to (in principle) unlimited batched data-e.g., multiple analyses from each of numerous probe sections. Options are provided to reallocate total Fe in probe data between Fe³ and Fe², to allow for common analytical problems (e.g., low H₂O values), and to enable the number of oxygens in the formula unit to be either preset or assigned automatically. Results for 57 probe analyses are compared with an unpublished BASIC program, which uses a different Fe-reallocation method. Three-quarters of the IMA names resulting from the two programs are essentially identical, despite somewhat different estimated formula units. The remainder are borderline cases, where incidental changes in formula units effect disproportionate differences in name.

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Ein FORTRAN-Programm zum tabellieren und benennen von amphibolanalysen entsprechend dem Schema der International Mineralogical Association

Zusammenfassung In das Programm eingegebene Amphibolanalysen (wahlweise mit H₂O, F, Cl, Spurenelementen und Fe₂O₃, und/oder FeO), werden in Form herkömmlicher Spaltentabellen mit den Formeleinheiten, vollständigen IMA-Namen und ausführlichen Bemerkungen bezüglich der Analysenqualität ausgegeben. Das AMPHTAB-Programm verarbeitet Datensätze von einer einzigen Amphibolanalyse bis zu (im Prinzip) unbegrenzten Datenblöcken; z. B. Mehrfachanalysen eines Probenabschnittes von mehreren. Es sind die Möglichkeiten vorgesehen, das Gesamteisen in einer Analyse in die Fe³ und Fe²-Anteile umzurechnen, allgemeine analytische Probleme (z. B. niedrige H₂O-Gehalte) zu lösen und die Anzahl der Sauerstoffatome in der Formeleinheit entweder vorzugeben oder automatisch setzen zu lassen. Die Resultate von 57 Mikrosonden-Analysen sind mit einem unveröffentlichten BASICProgramm, das eine andere Methode zur Aufteilung des Fe-Gehaltes benutzt, verglichen worden. Drei Viertel der von den beiden Programmen vorgeschlagenen Mineralnamen sind identisch, trotz einiger unterschiedlich berechneter Formeleinheiten. Die übrigen 25% sind Grenzfälle, bei denen zufällige Veränderungen in den Formeleinheiten unverhältnismäßige Unterschiede in der Benennung bewirkten.

     

The distribution of Fe2+ and Fe3+ in iron-bearing tourmalines: A Mössbauer study

Summary Room-temperature Mössbauer spectra of five iron-bearing tourmalines were measured and analyzed. The Fe²⁺/Fe³⁺ ratio and the iron occupancy of the Y and Z positions could be assigned to all samples, with the help of two previously well characterized samples, from Mexico and Madagascar. Ferric or ferrous ions or both partially occupy the Z as well as the Y octahedra. This fact of observation is interpreted as the chemical response, during crystal growth, to the requirement of size matching for the edge-sharing Y and Z oxygen octahedra. It accounts for the inexistence of solid solution between the Mg and (Li, Al) tourmalines.

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Die Verteilung von Fe²⁺ und Fe³⁺ in eisenhaltigen Turmalinen: Eine Mössbauer-Untersuchung

Zusammenfassung Mössbauer-Spektren von fünf eisenhaltigen Turmalinen wurden gemessen und analysiert. Das Verhältnis Fe²⁺/Fe³⁺ und die Eisenverteilung konnten mit Hilfe von zwei gut identifizierten Turmalin-Kristallen von Mexiko und Madagascar für die Y-und Z-Lagen aller Exemplare bestimmt werden. Zweiwertiges sowie dreiwertiges Eisen findet sich sowohl in der Z-als auch in der Y-Lage. Da sich die Y-und Z-Oktaeder in einer gemeinsamen Kante treffen, wird diese Beobachtung als chemische Antwort des Kristalles auf die erforderte Größenanpassung der Y-und Z-Oktaeder während seines Wachstums erklärt. Die Abwesenheit der festen Lösung zwischen Dravit und Elbait kann somit erklärt werden.

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With 4 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.     

Über den Eisengehalt von Alumosilikaten aus Quarzknauern

Zusammenfassung Der Eisengehalt von Andalusiten und Disthenen aus Quarzknauern im Gebiet des Ötztaler—Stubaier Altkristallins wurde regional untersucht. Der Gehalt and Gesamteisen in primären Disthen liegt zwischen 0,17 und 0,22 Gew.% Fe₂O₃, während primäre Andalusite zwischen 0,26 und 1,93 Gew.% Fe₂O₃ schwanken. Dieser Unterschied in den Andalusiten wird auf ein wechselndes Angebot von Fe₂O₃ aus dem Nachbargestein der Knauern zurückgeführt.Ein Zusammenhang zwischen dem Eisengehalt der Andalusite und den verschiedenen Umwandlungsstadien Andalusit—Disthen konnte nicht nachgewiesen werden.

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On the iron content of alumosilicates in quartz nodules

Summary A determination of the regional distribution of the ironcontent of andalusites and kyanites in quartz-segregations of the Oetztal—Stubai crystalline complex gave values of 0.17–0.22% for the total iron in primary kyanite and 0.26–1.93% in andalusite. This difference is probably due to a variation in the Fe₂O₃-content in the country rocks of the quartz veins. No relationship between the iron-content in andalusite and the different stages of transformation from andalusite to kyanite could be established.

     

Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

Summary Shiribeshi Seamount is located to the east of the Okushiri Ridge, in the northeast Japan Sea. Whole rock K-Ar age of olivine-augite andesite dredged from the Seamount was determined to be 0.9 ± 0.2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), indicating that Shiribeshi Seamount is a Quaternary volcano in the back-arc region off the junction of the Northeast Japan and Kurile arcs. Shiribeshi volcano is composed of basalt to rhyolite, which show a typical island arc calc-alkaline nature on the basis of petrographical characteristics of 95 samples dredged from four sites. Abundances of incompatible elements including K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y and Zr in 16 representative rocks are discussed, together with those in the Quaternary volcanic rocks from the NE Japan and Kurile arcs in terms of compositional variation across the arcs. The estimated composition of the primary magma of Shiribeshi volcano is characterized by higher incompatible element contents and a higher Zr/Y ratio than primary magmas in the volcanic front side. Based on HFS element concentrations the degree of partial melting for three primary magmas of Oshima-Oshima, Shiribeshi and Rishiri volcanoes in the northeast Japan Sea may decrease gradually with increasing distance from the volcanic front. However, LIL element contents, especially K and Rb are lower in the primary magma of Rishiri volcano located far from the volcanic front than in the remaining two primary magmas, which would imply that LIL/HFS ratios (or degree of contribution of LIL elements originating from the subducted oceanic crust) become minimal at Rishiri volcano. One basalt and three andesites from Shiribeshi volcano have the restricted range of low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.70297–0.70300, which indicates that the magma source for Shiribeshi volcano may be slightly more enriched in Sr isotopic compositions than theN-type MORB source.

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

Zusammenfassung Der Shiribeshi Seamount liegt östlich des Okushiri Rückens im nordöstlichen Japanischen Meer. Gesamtgesteins K-Ar Alter von Olivin-Augit-Andesiten von diesem Seamount ergeben Werte von 0,9 ± 0,2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), und weisen darauf hin, daß Shiribeshi ein quartärer Vulkan im back-arc Bereich nahe dem Kreuzungspunkt des nordostjapanischen und des Kurilen-Inselbogens ist. Er besteht aus Gesteinen, deren Zusammensetzung von Basalt bis Rhyolit reicht. Petrographische Daten von 25 Proben, die von vier submarinen Lokationen durch Dredging aufgesammelt wurden, weisen auf eine typische kalk-alkalische Inselbogenzusammensetzung hin. Die Verbreitung von inkompatiblen Elementen, die unter anderem K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y und Zr umfassen, in 16 representativen Proben wird zusammen mit denen von quartären vulkanischen Gesteinen aus dem nordöstlichen Japanischen und den Kurilen-Inselbogen diskutiert; dabei wird Variationen der Zusammensetzung über die Bögen hinweg besondere Beachtung geschenkt. Die so ermittelte Zusammensetzung des primären Magmas des Shiribeshi Vulkans wird durch höhere inkompatible Elementgehalte und höhere Zr/Y Verhältnisse charakterisiert, wenn man sie mit primären Magmen an der vulkanischen Stirn des Inselbogens vergleicht. HFS Element-Konzentrationen lassen erkennen, daß der Grad teilweiser Aufschmelzung für drei primäre Magmen von Oshima-Oshima, Shiribeshi und Rishiri im nordöstlichen Japanischen Meer graduell mit zunehmender Entfernung von der vulkanischen Stirm abnimmt. Die Gehalte an LIL Elementen und besonders an K und Rb sind in dem primären Magma des Rishiri Vulkans, der weit von der vulkanischen Front entfernt liegt, höher als in den zwei anderen primären Magmen. Dies weist darauf hin, daß LIL/HFS Verhältnisse (oder der Beitrag von LIL Elementen, die aus subduzierter ozeanischer Kruste stammen) am Rishiri Vulkan ein Minimum erreichen. Ein Basalt und drei Andesite von Shiribeshi zeigen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse von 0,70297 bis 0,70300; dies läßt erkennen, daß die Quelle des Magmas für Shiribeshi etwas mehr an⁸⁷Sr angereichert war, als dieN-Typ Quelle.

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With 7 Figures     

Ferric-ferrous ratio and oxygen fugacity calculations for primitive mantle-derived melts: calibration of an empirical technique

Summary Several experimentally-based, empirical calibrations of the fO₂ of natural silicate melts at atmospheric pressure as a function of melt composition, melt Fe²⁺/Fe³⁺, and crystallization temperature have been developed (e.g.Sack et al., 1980;Kilinc et al., 1983;Kress andCarmichael, 1988;Borisov andShapkin, 1990). Cr-Al spinel is a liquidus phase of primitive mantle-derived melts, and is commonly found as inclusions in near-liquidus phenocrysts (mainly olivine). The established atmospheric pressure correlation between Fe²⁺/Fe³⁺ values in spinel and coexisting melts over a broad range of basaltic compositions (Maurel andMaurel, 1982) can be used to calculate the Fe²⁺/Fe³⁺ value of a melt if the composition of the equilibrium spinel is known. Compositions and crystallization temperatures of primitive melts can be determined by experimental studies of melt inclusions trapped by early-formed refractory phenocrysts. Thus, the association of spinel and melt inclusions in early liquidus phenocrysts can be used to estimate fO₂ conditions at the time of their crystallization.In this paper, we present a calibration of this method and discuss its applications. We conclude that combination of the equations ofMaurel andMaurel (1982) andBorisov andShapkin (1990) can be used to calculate fO₂ with an accuracy of ±0.71og units, when liquidus spinels have TiO₂ <2.5 wt% and Cr₂O₃ > 13 wt.%, and melt compositions are in the range from basaltic to picritic with H₂O contents <6 wt.%.Using this technique we find NNO fO₂ values of –0.8 to –1.4 for MORB dredged at the VEMA Fracture Zone in the Atlantic, and 0 to + 1 for Tongan high-Ca boninites.

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Die Berechnung von Fe²⁺/Fe³⁺ und der Sauerstoff-Fugazitäten für primitive Mantelschmelzen: Kalibration einer empirischen Methode

Zusammenfassung Empirische, auf Experimenten basierende, Kalibrationen zur Berechnung von fO₂ natürlicher Silikatschmelzen bei atmosphärischem Druck in Abhängigkeit von der Schmelzzusammensetzung, des Fe²⁺/Fe³⁺ Verhältnisses und der Kristallisationstemperatur wurden z.B. vonSack et al. (1980),Kilinc et al. (1983),Kress undCarmichael (1988) undBorisov undShapkin (1980) entwickelt. Cr-Al-Spinell ist eine Liquidusphase primitiver Mantelschmelzen und kommt üblicherweise als Einschluß in near-liquidus Phänokristallen (hauptsächlich in Olivin) vor. Die Korrelation des Atmosphärendruckes zwischen Fe²⁺/Fe³⁺ in Spinell und koexistierender Schmelze kann dazu verwendet werden, das Verhältnis von Fe²⁺/Fe³⁺ der Schmelze für einen weiten Bereich basaltischer Zusammensetzungen zu berechnen, wenn die Zusammensetzung des im Gleichgewicht gebildeten Spinells bekannt ist (Maurel undMaurel, 1982). Die Zusammensetzungen und Kristallisationstemperaturen primitiver Schmelzen können durch experimentelle Studien von Schmelzeinschlüssen, die in früh gebildeten refraktären Phänokristallen eingeschlossen wurden, ermittelt werden. Daher lassen sich Spinelle und assoziierte Schmelzeinschlüsse in frühen Liquidus-Phänokristallen dazu benützen, die fO₂-Bedingungen während der Kristallisation abzuschätzen.In dieser Arbeit präsentieren wir eine neue Kalibration dieser Methode und diskutieren ihre Anwendungen. Wir schlußfolgern, daß unter Kombination der verwendeten Gleichungen vonMaurel undMaurel (1982) sowie vonBorisov undShapkin (1990) fO₂ mit einer Genauigkeit von ±0.7 log Einheiten berechnet werden kann, soferne die Liquidus-Spinelle < 2.5 Gew.% TiO₂ und > 13 Gew.% Cr₂O₃ haben und die Schmelzzusammensetzungen von basaltisch bis pikritisch, mit maximal 6 Gew.% H₂O, reichen.Unter Verwendung dieser Technik wurden die NNO fO₂ Werte für die von der VEMA Fracture Zone im Atlantik stammenden MORB Proben mit 0.8 bis - 1.4, die der der High-Ca Boninite von Tonga mit 0 bis + 1 bestimmt.

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With 7 Figures     

Crystallization trends of pyroxenes from alkaline subvolcanites of Punta delle Pietre Nere (Gargano,Southern Italy)

Summary The results of microprobe analyses of clinopyroxenes from alkaline melasyenites and layered melagabbros, produced by intra-plate magmatism of Paleocene age at Punta delle Pietre Nere, are here given and discussed.The analysed pyroxenes range from diopsidic to acmite-rich compositions.The first crystallized pyroxenes (diopside) show Al^VI contents suggesting shallow depths of crystallization. In addition pyroxenes from melasyenite and those from melagabbro display different Cr contents, Al/Ti and Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) ratios confirming their crystallization from melts produced by different parental liquids.Diopsides and salites show an overall trend towards high Al, Ti and Fe³⁺, suggesting that the crystallization occurred under decreasing SiO₂/Al₂O₃ ratios and under relatively highpH₂O–pO₂ conditions.Pyroxenes from the Pietre Nere melasyenite show a progressive variation towards acmite rich compositions at Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) lower than 0.5; those from the layered melagabbro, instead, show a continuous enrichment in Ca Fe³⁺ AlSiO₆. This different behaviour is due to the co-crystallization, with the latest pyroxenes, of phases with different K/Na and Si/Al ratios.

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Kristallisations-Tendenzen der Pyroxene aus Alkali-Subvulkaniten auf Punta delle Pietre Nere (Gargano, Süditalien)

Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse der Mikrosonden-Untersuchungen von Klinopyroxenen aus Alkali-Melasyeniten und schichtigen Alkali-Melagabbros, die durch Intra-plate-Magmatismus paläozenen Alters auf Punta delle Pietre Nere entstanden sind, beschrieben und erörtert.Die untersuchten Pyroxene reichen von diopsidischen bis zu Akmit-reichen Zusammensetzungen.Die zuerst kristallisierten Pyroxene (Diopsid) zeigen Al^VI-Gehalte, die auf geringe Tiefe des Kristallisationsvorganges hinweisen. Dazu zeigen die Pyroxene aus dem Melasyenit und aus dem Melagabbro unterschiedliche Cr-Gehalte; die Al/Ti- und Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺)-Verhältnisse bestätigen deren Kristallisation aus Schmelzen, die aus unterschiedlichen Ursprungsmagmen stammen.Die Diopside und Salite zeigen eine einheitliche Tendenz zu hohem Al-, Ti- und Fe³⁺-Gehalt; dies deutet darauf hin, daß die Kristallisation unter abnehmenden SiO₂/Al₂O₃-Verhältnissen und unter relativ hohenpH₂O–pO₂-Bedingungen stattfand.Die Pyroxene aus dem Punta delle Pietre Nere-Melasyenit zeigen eine zunehmende Änderung zu Akmit-reichen Zusammensetzungen bei weniger als 0,5 Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺); die Pyroxene aus dem schichtig differenzierten Melagabbro zeigen dagegen eine allmähliche Zunahme von CaFe³⁺AlSiO₆. Dieses unterschiedliche Verhalten rührt daher, daß Mineralphasen mit unterschiedlichen K/Na- und Si/Al-Verhältnissen zugleich mit den zuletzt gebildeten Pyroxenen kristallisierten.

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With 6 Figures     

Cryptic variation of augite in the Penikat Layered Intrusion,Northern Finland,with reference to megacyclic units and PGE-enriched zones

Summary The Penikat Layered Intrusion is located in northern Finland, about 70 km to the south of the Arctic Circle. It belongs to a discontinuous layered intrusion belt about 300 km in length and about 2440 m.y. old which stretches from the Swedish-Finnish border to Russian Karelia. The Penikat Intrusion itself is 23 km long and 1.5 to 3.5 km wide. Its magmatic stratigraphy may be divided into a thin marginal series and a 2 to 3 km thick layered series. The latter is made up to five megacyclic units (MCU) which are attributed to repeated influxes of new magma into the Penikat chamber during solidification.The intrusion hosts at least seven PGE-enriched zones, the most remarkable of which are the SJ, AP and PV PGE Reefs. The SJ Reef is located at the boundary between MCU's III and IV, about 600 m above the base of the intrusion; the AP Reef in the lower part of MCU IV, about 300 m above the SJ Reef; and the PV Reef in the transition zone between MCU's IV and V, about 800 m above the AP Reef.The Penikat Intrusion underwent complex deformation and metamorphism during the Svecokarelian Orogeny, resulting in variable alteration of most of the magmatic minerals. Augite is the least altered magmatic mineral and was, therefore, selected to indicate changing composition during fractionation and the manner in which its composition reflects the existence of megacyclic units.Augite occurs as an intercumulus mineral in the ultramafic lower part and as a cumulus mineral in the gabbronoritic and anorthositic upper part of each megacyclic unit. The 100 Mg/(Mg + Fe² + Mn) ratio shows decreasing trends in the three lower-most megacyclic units, excluding the lower part of MCU II, where a considerable reversal occurs, i.e. this ratio indicates progressive increase upward in the stratigraphy, providing evidence of magma mixing. The ratio decreases abruptly at the base of MCU and remains relatively constant in MCU's IV and V. The variation in the Cr₂O₃ content resembles that of the 100 Mg/(Mg + Fe²⁺ + Mn), and clearly indicates differences between the three lowermost chromium-rich and the two uppermost chromium-poor megacyclic units. The variations in TiO₂ and MnO content form roughly mirror images with chromium, being lower in the lower part and higher in the upper part of the intrusion. Na₂O correlates positively with chromium, since Na^– provides a charge balance to Cr³⁺ in augite.Besides the megacyclic units, the Penikat Intrusion is characterized by an unusually great number of PGE-enriched zones, even though the total thickness of the intrusion is only about three kilometers unlike the Bushveld and Stillwater Complexes which are much thicker. It is suggested that the presence of these kinds of PGE zones in layered intrusions, which comprise similar megacyclic units, is linked to the multistage processes which are also related to the development of these units and take place within them. Thus the identification of these kinds of megacyclic units may serve as a useful tool in prospecting for PGE ores both here and in other layered intrusions. This investigation reveals that the well-known method of studying cryptic variation in ferromagnesian silicates, such as augite, clearly indicates the existence of megacyclic units even in fairly altered layered intrusions like the Penikat.

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Kryptische Variation in Augit der Penikat-Intrusion, Nord-Finnland, und ihre Beziehung zu megazyklischen Einheiten und PGE-Zonen

Zusammenfassung Die geschichtete Intrusion von Penikat liegt in Nord-Finnland, rund 70 km südlich vom Polarkreis. Sie gehört zu einem diskontinuierlichen Gürtel aus geschichteten Intrusionen mit einer Länge von über 300 km und einem Alter von 2440 ma, der sich von der Grenze zwischen Schweden and Finnland bis nach Russisch-Karelien erstreckt. Die Intrusion von Penikat ist 23 km lang und 1.5 bis 3.5 km breit. Ihre magmatische Abfolge kann in eine geringmächtige randliche Serie und eine 2 bis 3 km mächtige geschichtete Serie unterteilt werden. Letztere wird von fünf megazyklischen Einheiten (MCU) aufgebaut, die auf den wiederholten Zufluß von neuem Magma in die Penikat-Magmenkammer während der Erstarrung zurückgeführt werden.Die Intrusion enthält zumindest sieben an PGE angereicherte Zonen, von denen die SJ-, AP- und PV-Reefs besonders erwähnenswert sind. Das SJ-Reef befindet sich an der Grenze zwischen MCU III und IV, 600m über der Basis der Intrusion; das AP-Reef im unteren Teil der MCU IV, rund 300 m über der SJ-Anreicherung; und das PV-Reef in der Übergangszone zwischen MCU IV und V, rund 800 m über dem AP-Reef.Die Penikat-Intrusion erfuhr während der svekokarelischen Orogenese eine komplexe Deformation mit Metamorphose, was eine unterschiedliche Umwandlung der meisten magmatischen Minerale zur Folge hatte. Da Augit das am wenigsten umgewandelte magmatische Mineral ist, wurde es als Indikator dafür ausgewählt, wie sich die Zusammensetzung während der Fraktionierung änderte und wie seine Zusammen- setzung die Existenz von megazyklischen Einheiten wiederspiegelt.Augit tritt im ultramafischen unteren Teil einer jeden megazyklischen Einheit als Interkumulus-Mineral auf, während er in den gabbronoritischen und anorthositischen oberen Bereichen als Kumulus-Mineral vorkommt. Das Verhältnis 100 Mg/(Mg + Fe²⁺ + Mn) zeigt mit Ausnahme des unteren Teils von MCU II, wo eine beträchtliche Umkehr eintritt, in den drei untersten megazyklischen Einheiten abnehmende Trends. Dieses Verhältnisnimmt gegen das Hangende der Abfolge hin zu, was auf Magma-Mixing hinweist. Das Verhältnis nimmt an der Basis der MCU plötzlich ab und und bleibt in MCU IV und V relativ konstant. Die Änderung im Cr₂O₃-Gehalt gleicht der von 100 Mg/(Mg + Fe²⁺ + Mn) und zeigt klar die Unterschiede zwischen den drei unteren Cr-reichen und den zwei oberen Cr-armen megazyklischen Einheiten. Die Änderungen im TiO₂- und MnO-Gehalt verhalten sich ungefähr spiegelbildlich, während die Chromgehalte im unteren Teil der Intrusion niedriger, im oberen Teil höher sind. Na₂O korreliert positiv mit Chrom, da Na⁺ den Ladungsausgleich zu Cr³⁺ im Augit besorgt.Neben den megazyklischen Einheiten wird die Penikat-Intrusion durch eine ungewöhnlich hohe Anzahl von mit PGE angereicherten Zonen charakterisiert, obwohl die Gesamtmächtigkeit der Intrusion im Gegensatz zu den viel mächtigeren Bushveld- und Stillwater-Komplexen nur rund drei Kilometer beträgt. Es wird angenommen, daß das Auftreten dieser Arten von PGE-Zonen in geschichteten Intrusionen, welche ähnliche megazyklische Einheiten umfassen, an mehrstufige Prozesse gebunden ist. Diese Prozesse stehen auch im Zusammenhang mit der Entwicklung dieser Einheiten und finden innerhalb dieser Einheiten statt. Daher kann die Identifizierung solcher megazyklischen Einheiten sowohl hier als auch in anderen geschichteten Intrusionen zur Prospektion von PGE-Erzen herangezogen werden. Die vorliegende Untersuchung zeigt, daß geringste Veränderungen in Augit die Existenz von megazyklischen Einheiten selbst in stark umgewandelten geschichteten Intrusionen wie Penikat er kennen lassen.

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With 3 Figures     

Compositional variation in pyrochlores from the Mt Weld carbonatite laterite,Western Australia

Summary Pyrochlore is present as a residual mineral within a Mesozoic-Cainozoic laterite overlying and derived from a Proterozoic carbonatite intrusion. Leaching of the A-site ions Na and Ca from the pyrochlore structure occurred during weathering and the vacant sites were subsequently occupied by Sr and Ce. In addition, leaching of strongly-bonded Nb led to B-site vacancies, which were subsequently filled by Fe³⁺. The pyrochlore mineral chemistry changes markedly with depth in the weathering profile and the sequence: Na-Ca pyrochlore, strontian pyrochlore, strontiopyrochlore, ceriopyrochlore, cerian strontiopyrochlore and strontian ceriopyrochlore occurs between the fresh carbonatite/laterite interface and the top of the profile. This vertical zonation in pyrochlore mineral chemistry is the result of leaching and reprecipitation processes and the associated fractionation and differential mobility of individual elements during weathering.

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Variierende Zusammensetzungen in Pyrochlor in Lateriten des Mt Weld Karbonatits, West-Australien

Zusammenfassung Pyrochlor befindet sich in einem mesozoischen-känozoischen Laterit, der sich durch Verwitterung einer proterozoischen Karbonatitintrusion bildete. Das Lösen von A-Ionen, Na and Ca, aus der Pyrochlor-Struktur erfolgte während der Verwitterung; die freien Stellen wurden von Sr und Ce besetzt. Der Verlust von stark gebundenem Nb führte zu freien Stellen in der B-Position, die von F³⁺-Ionen besetzt wurden. Die Pyrochlor Zusammensetzung ändert sich deutlich mit der Verwitterungstiefe und entwickelt sich von der Karbonatit/Laterit-Grenze zum obersten Teil des Lateritprofils wie folgt: Na - Ca-Pyrochlor, strontian Pyrochlor, Strontiopyroehlor, Ceriopyrochlor, cerian Strontiopyrochlor bzw. strontian Ceriopyrochlor. Diese vertikale Zonierung in der Pyrochlorchemie ist das Resultat der Auslaugungs- und Wiederausfällungsprozesse während der Verwitterung und der damit verbundenen Fraktionierung und unter-schiedlichen Mobilität von einzelnen Elementen.

     

Fluid-rock interaction in the Mo-bearing Nebelstein greisen complex,Bohemian Massif (Austria)

Summary In the Nebelstein area, molybdenite-bearing greisens occur together with peraluminous leucogranites. In the compositional change of the granites to the greisens, there is an almost complete loss of Na, combined with a decrease in Ca, Mg, Sr, and Ti concentrations. The progressive alteration is reflected by lower homogenization temperatures and increasing salinity in aqueous fluid inclusions. The fluid regime prior to greisenization was water-dominated with low salt contents, while the early stage of the greisen development was characterized by a mixed fluid containing carbon dioxide and water. This was succeeded by a moderate saline aqueous fluid which caused the mineralization by exchange of metal ions for Na⁺(Ca²⁺, K⁺). A negative correlation between salt content in fluid inclusions and Na₂O concentrations in the bulk rocks supports this model. Mass balance calculations for this interaction yield a minimum fluid-rock ratio of approximately 2 : I. Greisenization took place at a minimum pressure of 180 MPa (1.8 kb) and in a temperature range between 200 and < 400 °C.

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Fluid-Gestein-Wechselwirkung in dem Molybdänit führenden Greisenkomplex Nebelstein, Böhmische Masse (Österreich)

Zusammenfassung Die Molybdänglanz führenden Greisengesteine des Nebelsteins sind an peraluminöse Granite gebunden. Bei der Alteration der Granite ist für den Übergang Biotitgranit zu Greisen eine weitestgehende Verarmung an Na zu beobachten, gleichzeitig nehmen auch die Gehalte an Ca, Mg, Sr und Ti ab. Die fortschreitende Greisenbildung dokumentiert sich in den wäßrigen Flüssigkeitseinschlüssen durch steigende Salinität bei sinkenden Homogenisierungstemperaturen. Die fluide Phase war vor der Greisenbildung H₂O dominiert und niedrig salinar. Der Beginn der Alterationsprozesse ist durch CO₂ und H₂O hältige Fluide gekennzeichnet. Danach folgt ein Anstieg der Salinität, der auf den Austausch von Metallchloridlösungen gegen Na⁺, K^- und Ca^2- zurückgeführt wird. Dies läßt sich durch eine negative Korrelation der Salinität in den Flüssigkeitseinschlüssen mit dem Na-Gehalt der Gesteine belegen. Daraus wurde die Volumsbeziehung der den Granit durchströmenden fluiden Phase relativ zum Gestein mit mindestens 2 : 1 abgeleitet. Die Mineralisation fand bei einem Minimaldruck von 1,8 kb in einem Temperaturbereich von 200 - < 400 °C statt.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March21–23,1991.     

Zoned clinopyroxenes from the volcanic rocks of almopia (Voras Mts), Central Macedonia,Greece

Summary In the zoned clinopyroxene phenocrysts from the volcanic rocks of Almopia the Mg/Fe ratio and the contents of Mn, and mostly of Na, increase from the core towards the rim of the crystals, whereas the Fe³⁺/Fe²⁺ ratio, and in many cases the contents of Ca, decrease. On the contrary, the content of Si decreases from inside outwards or remains almost constant whereas Al and Ti increase.The high Ca-content of the clinopyroxenes, low Ti, and limited Fe-enrichment, with a trend from Ca_43.3: Mg_47.0: (Fe + Mn)_9.7 to Ca_46.6: Mg_42.2: (Fe + Mn)_11.2, illustrate the shoshonitic to cale-alkaline nature of the parental magma.The composition of the clinopyroxenes indicates that, of all possible controlling factors, the high water-vapour pressure is considered to play an important role for the Al^IV fluctuations during the crystallization.

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Zonierte klinopyroxene der vulkanite von almopia (Voras-Gebirge), Zentral-Mazedonien, Griechenland

Zusammenfassung Bei den zonierten Klinopyroxeneinsprenglingen der Vulkanite von Almopia nehmen das Mg/Fe-Verhältnis und die Gehalte an Mn und meistens an Na in den einzelnen Zonen vom Kern zum Rand zu, während das Fe³⁺/Fe²⁺-Verhältnis, und in vielen Fällen die Gehalte an Ca, abnehmen. Im Gegensatz dazu nimmt der Gehalt an Si von innen nach außen ab oder bleibt fast konstant, während Al und Ti zunehmen.Der hohe Ca-Gehalt und gleichzeitig niedrige Ti-Gehalt der Klinopyroxene, zusammen mit ihrer begrenzten Fe-Anreicherung und einem Trend von Ca_43.3: Mg_47.0: (Fe + Mn)_9.7 bis Ca_46.6: Mg_42.2: (Fe + Mn)_11.2 weisen auf die shoshonitische bis kalk-alkalische Natur des Stammagmas hin. Die Zusammensetzung der Klinopyroxene weist darauf hin, daß der hohe Wasserdampfdruck im Magma auch eine wichtige Rolle für Schwankungen im Al^IV-Gehalt während der Kristallisation darstellt.

     

Phlogopite in calc-alkaline lamprophyres of Northern England

Summary Phlogopite mica is the major unaltered phase in minette and kersantite dikes in the Cross Fell and Taythes inliers in northwestern England. The compositional zonation trend in the micas from Mg-rich, Cr-bearing cores to Fe, Ti, Ba-rich, low Cr margins, or rims, is similar to that reported for micas from minettes and kersantites worldwide. Complex mantling and zoning trends suggest that the phenocrystal mica assemblage is a hybrid one formed by the mixing of magmas of broadly similar composition which have undergone different amounts of fractional crystallization. The magmas are considered to have beeen produced in a continuously replenished fractionating magma chamber. The lamprophyres have a common source and were probably derived by the extensive fractionation of a basic mantle-derived magma.

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Phlogopit in kalk-alkalischen lamprophyren von Nord-England

Zusammenfassung Phlogopit ist die wichtigste, unveränderte Phase in Minetten und kersantitischen Gängen in den Cross Fell and Taythes Gebieten von Nordwest-England. Die Zonierung der Zusammensetzung in den Glimmern von Mg-reichen, Cr-führenden Kernen zu Fe, Ti, Ba-reichen Rändern mit niedrigen Cr-Gehalten ist ähnlich der, die von Glimmern in Minetten und Kersantiten weltweit ermittelt wurde. Komplexe Ummantelung und Zonierung weisen darauf hin, daß die Glimmer-Vergesellschaftung, die weithin idiomorph ist, durch die Mischung von Magmen weithin ähnlicher Zusammensetzung entstanden ist, welche in verschiedenem Ausmaß von Kristallisationsfraktionierung betroffen waren. Die Magmen dürften in einer kontinuierlich aufgefüllten, fraktionierten Magmenkammer entstanden sein. Die Lamprophyre haben einen gemeinsamen Ursprung und gehen wahrscheinlich auf die extensive Fraktionierung eines basischen Magmas von Mantel-Herkunft zurück.

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With 5 Figures     

Spinels in Harzburgite and Lherzolite inclusions from the San Giovanni Ilarione Quarry,Lessini Mountains,Veneto Region,Italy

Summary Chrome-bearing spinels in 21 ultramafic nodules contained in a basanite from San Giovanni Ilarione (SGI), Veneto Region, Italy, have been grouped from a textural and chemical standpoint into five types: (1) Interstitial, surrounded by silicates, homogeneous, with a Cr/(Cr + Al) ratio averaging 0.11; (2) Within alteration pods and veinlets, in contact with either silicates or alteration products, showing zonation with Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr, and Ti increasing and Al decreasing from core to rim; (3) In contact with the basalt or surrounded by basalt but distinct from ground-mass grains. The former are strongly zoned while the latter, referred to as xenocrysts, are relatively homogeneous. Both belong to a trend distinct from that of (2); (4) Symplectic, intergrown with pyroxenes and homogeneous, or in contact with plagioclase and/or reaction products and showing more variable composition than the former. Both are generally richer in Cr than all other spinet types and define a trend parallel to and with higher Cr/(Cr + Al) and Cr values than that of (3); and (5) groundmass grains within the host basalt, showing lower Mg/(Mg + Fe²⁺) and Cr/(Cr + Al), and higher Fe values than for all other, types.Group 1 spinels and the cores of group 2 and group 3 spinets display very similar compositions, suggesting a common origin, modified by later events such as partial melting, solid-liquid reactions, and subsolidus reactions which occurred prior to, during, and subsequent to interaction with the host basalt. Group 2 and 3 spinels define trends diverging from a common composition—i.e., the same origin. Group 4 spinels are probably due to exsolution which occurred after formation of the original spinels, while group 5 spinels are not directly related to types 1–4.

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Spinelle in Harzbugit- und Lherzolitheinschlüssen vom Steinbruch San Giovanni Ilarione, Lessini-Berge, Region Veneto, Italien

Zusammenfassung Chromhaltige Spinelle 21 ultramafischer Knollen aus einem Basanit von San Giovanni Ilarione (SGI), Region Veneto, Italien, wurden nach texturellen und chemischen Gesichtspunkten in fünf Gruppen eingeteilt: 1. Interstitiell, von Silikaten umgeben, mit einem durchschnittlichen Cr/(Cr + Al)-Verhältnis von 0,11.2. In Umwandlungstaschen und -gängchen, in Kontakt entweder mit Silikaten oder mit Umwandlungsprodukten, zoniert mit Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr und Ti vom Kern zum Rand zunehmend, Al aber abnehmend. 3. Im Kontakt zum Basalt oder vom Basalt umgeben, aber von den Körnern der Grundmasse verschieden. Die ersteren sind stark zonar, während die Letzteren, die als Xenokrysten angesehen werden, relativ homogen sind. Beide gehören zu einem Trend, welcher von jenem der Gruppe 2 verschieden ist. 4. Simplektitisch, mit Pyroxenen verwachen und homogen, oder im Kontakt zu Plagioklas und/oder Reaktionsprodukten und von variablerer Zusammensetzung ab die ersteren. Beide sind allgemein reicher an Cr als alle anderen Spinelltypen und sie definieren einen Trend parallel zu und mit höheren Cr/(Cr + Al)- und Cr- Werten als jene von Gruppe 3. 5. Körner der Grundmasse des Wirtsbasaltes, die niedrigere Mg/(Mg + Fe²⁺)- und Cr/(Cr + Al)- Werte und höhere Fe-Werte zeigen als alle anderen Typen.Die Spinelle der Gruppe 1 und die Kerne der Spinelle der Gruppen 2 und 3 zeigen sehr ähnliche Zusammensetzungen, die auf einen gemeinsamen Ursprung hinweisen, der später modifiziert wurde durch Ereignisse wie partielles Schmelzen, fest-flüssig-Reaktionen und subsolidus-Reaktionen, die vor, wärend und nach der Wechselwirkung mit dem Wirtsbasalt stattfanden. Die Spinelle der Gruppen 2 und 3 definieren Trends, die von einer gemeinsamen Zusammensetzung und damit von einem gemeinsamen Ursprung her auseinanderlaufen Spinelle der Gruppe 4 entstanden wahrscheinlich durch Entmischung, die nach Bildung der Ursprungsspinele eintrat, während die Spinelle der Gruppe 5 zu denen der Gruppen 1 bis 4 in keiner direkten Beziehung stehen.

     

Metamorphe Mineralreaktionen in vesuvianführenden Paragenesen

Zusammenfassung In Fortsetzung einer früheren Arbeit (Chatterjee, 1962) werden weitere Beispiele vesuvianführender Paragenesen aus der Grünschieferfazies Bowie aus der Albit-Epidot-Hornfelsfazies beschrieben. Hieraus ergibt sich, daß die Paragenesen Vesuvian + Epidot, Vesuvian + Tremolit und Vesuvian + Chlorit für die niedrig-temperierten Mineralfazies kennzeichnend sind, und zwar unabhängig vom wirksamen Gesamtdruck. Die Bildungsmöglichkeiten des Vesuvians und seine Umbildungen bei stärkerer Metamorphose werden anhand von stöchiometrischen Reaktionsgleichungen behandelt. Die Reaktionen Bind schematisch in ACF-Diagrammen dargestellt, und die Gleichgewichtstemperaturen sind qualitativ in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Gasphase mit Hilfe einer vonGreenwood (1962) aufgestellten thermodynamischen Beziehung abgeleitet.

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In continuation of a former paper (Chatterjee, 1962), further data pertaining to vesuvianite-bearing mineral parageneses from the greenschist fades of the western Alps, albite-epidote-hornfels facies of eastern Harz Mountains as well as from the hornblende hornfels facies of the Oslo region are reported. It is shown that the coexistence of vesuvianite-epidote, vesuvianite-tremolite and vesuvianite-chlorite is characteristic of the lower temperature mineral facies, irrespective of the different total pressures acting during the metamorphism. Metamorphic reactions have been derived to explain the formation of vesuvianite, successive changes of the critical parageneses as well as its final disappearence within the system CaO-(Mg, Fe²⁺)O-(Al, Fe³⁺)₂O₃-SiO₂-H₂O ± CO₂. The phase transformations are illustrated on ACF diagrams as a function of temperature and mole fraction CO₂ of the gaseous phase (in an isobaric section).

     

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     

Piemontite from the manganiferous hematite ore deposits in the Tokoro Belt,Hokkaido, Japan

Summary Piemontites occur in manganiferous hematite ore deposits and radiolarian chest in the Nikoro Group, Tokoro Belt, eastern Hokkaido, Japan. The piemontite-bearing chest and ore bodies have suffered low-grade metamorphism of high pressure intermediate type. In ore bodies, piemontite forms veinlets with quartz and/or pumpellyite-(Mn²⁺) containing Mn³⁺ in Y site. In chest, piemontite occurs not only in veinlets but also in radiolarian tests with pumpellyite-(Mn²⁺). The mineral assemblages characterized by piemontite, pumpellyite-(Mn²⁺), okhotskite, hematite and bixbyite indicate that chest and ore deposits were metamorphosed under extremely highfO₂ condition. Some piemontites in ores contain as much as 1.12 Mn³⁺, and the sum of Mn³⁺ and Fe³⁺ attains 1.46 per formula unit, whereas piemontites in chest contain less (Mn³⁺ + Fe³⁺). This difference in compositions may essentially be ascribed to the difference in the host rock compositions. On the other hand, Mn³⁺ and Fe³⁺ contents of piemontites in ores vary considerably by Al (Mn³⁺, Fe³⁺) and Mn³⁺ Fe³⁺ substitutions. This phenomenon may be interpreted in terms of the local availability of Mn³⁺ and Fe³⁺ in the host rocks.The low-temperature stability limit of piemontite is evaluated from the relations between piemontite and pumpellyite and from the estimated P-T conditions of piemontite crystallization in chert and ore deposits.

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Piemontit aus den manganreichen Hematit-Lagerstätten des Tokoro-Gürtels, Hokkaido, Japan

Zusammenfassung Piemontite treten in manganführenden Hämatitlagerstätten und Radiolariten in der Nikoro-Gruppe des Tokoro-Gürtels, Ost-Hokkaido, Japan; auf. Die Piemontit-füh-renden Radiolarite und Erzkörper zeigen eine niedrig temperierte (Low-grade Bereich), Hochdruck (intermediate-type)-Metamorphose. In den Erzkörpern bildet Piemontit Gänge zusammen mit Quarz und/oder Mn³⁺ (in der Y-Position)-führendem Pumpellyit-(Mn²⁺). In den Radiolariten tritt Piemontit nicht nur in Gängen, sondern auch zusammen mit Pumpellyit-(Mn²⁺) in Radiolarien auf. Die Mineralparagenese Piemontit, Pumpellyit-(Mn²⁺), Okhotskit, Hämatit und Bixbyit deutet darauf hin, daß die Radiolarite und Erzlagerstätten unter hohenfO₂-Bedingungen metamorphisiert worden sind.In den Erzkörpern enthalten einige Piemontite bis zu 1.12 Mn³⁺ und die Summe von Mn³⁺ und Fe³⁺ erreicht 1.46 pro Formeleinheit. Die Piemontite in den Radiolariten zeigen geringere Mn³⁺ + Fe³⁺ Gehalte. Diese Unterschiede in der Zusammensetzung sind auf die unterschiedlichen Trägergesteine zurückzuführen. Außerdem variieren die Mn³⁺ und Fe³⁺-Gehalte der Piemontite in den Erzkörpern deutlich auf Grund der Substitution von Al (Mn³⁺, Fe³⁺) und Mn³⁺ Fe³⁺. Dieses Phänomen kann durch die lokale Verfügbarkeit von Mn³⁺ und Fe³⁺ im Trägergestein interpretiert werden.Die niedrige Temperatur-Stabilität von Piemontit kann durch die Assoziation Piemontit-Pumpellyit und durch die bestimmten P-T-Bedingungen der Piemontit-Kristallisation in den Radiolariten und Erzlagerstätten abgeschätzt werden.

     

Geochemistry of ultramafic and calc-llkaline lamprophyres from the Lac Shortt area,Quebec

Summary Petrographic and geochemical data are presented for the Lac Shortt lamprophyre dyke swarm. The primary mineralogy in all samples has been largely destroyed either by alteration at the time of emplacement or by subsequent metamorphism. Most of the dykes are ultramafic lamprophyres. Extended trace element plots (ETP) for these dykes feature a characteristic double dome pattern, with one dome extending between Sr and Zr and the other between Zr and Yb. One ultramafic dyke was selected for detailed study. The ETP and rare earth element (REE) curves for the analyses of this dyke are essentially parallel, indicating the relative immobility of both groups of elements during the subsequent events. Significant correlation coefficients between the high field strength elements using phosphorus as representative of these elements, and the major element concentrations suggests that these were also relatively immobile. Pearce plots and principal component analyses reveal that olivine and apatite fractionation controlled the chemical variation across the control dyke. A plot of Nb anomalies against silica for Precambrian ultramafic and cafe-alkaline lamprophyres reveals two clear groupings—the former has no such anomalies in contrast to the latter which possesses this feature. A calc-alkaline lamprophyre dyke from the Lac Shortt Mine features significant Nb depletion on ETP suggesting that magmas with low Si0₂ content Si0₂ = 35.85 weight and chondrite normalized La = 1458) may be related to this catagory of lamprophyre.

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Geochemie von ultramaftschen und kalkalkalinen Lamprophyren aus dem Lac Shorn Gebiet, Quebec

Zusammenfassung Petrographische and geochemische Daten für den Lac Shortt Lamprophyr-Schwarm werden vorgelegt. Die primare mineralogische Zusammensetzung in allen Proben ist großteils entweder durch Umwandlung zur Zeit der Platznahme oder durch anschließende Metamorphose zerstört worden. Bei den meisten Gängen handelt es sich um ultramafische Lamprophyre. Extended trace element plots (ETP) für diese Gänge zeigen ein charakteristisches Double Dome Pattern, wobei ein Dom sich zwischen Sr und Zr und der andere zwischen Zr und Yb erstreckt. Ein ultramafischer Gang wurde für detaillierte Untersuchungen ausgewählt. Die ETP und seltenen Erdenkurven (REE) für die Analysen dieses Ganges sind im wesentlichen parallel, und weisen auf die relative Immobilität beider Elementgruppen während der anschließenden geologischen Entwicklung hin. Signifikante Korrelationskoeffizienten zwischen den Elementen großer Feldstärke, wobei Phosphor als repräsentativer Vertreter benützt wurde, und den Hauptelementgehalten zeigt, daß auch diese relativ immobil waren. Pearces Plots und Analysen der Hauptkomponenten zeigen, daß Olivin und Apatit-Fraktionierung die chemische Variation über einen Gang bestimmt. Ein Plot von Nb Anomalien gegen Kieselsäure für präkambrische ultramafische und kalkaline Lamprophyre zeigt daß diese in einer Gruppe vorhanden sind, in der anderen fehlen. Ein kalk-alkaliner Lamprophyrgang aus der Lac Shortt Mine zeigt signifikante Nb-Verarmung bei ETP; dies weist darauf hin, daß Magmen mit niedrigem Si0₂-Gehalt Si0₂ = 35,85 Gew.% und chondrit-normalisiertes La = 1458) mit dieser Art von Lamprophyren in Beziehung gesetzt werden können.

     

Migration of trace elements during contact metamorphism in the santa rosa range,nevada, and its bearing on the origin of ore deposits associated with granitic intrusions

Eighty-two samples from eight granodioritic stocks and adjacent metasedimentary rocks were analysed spectrochemically for B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V and Ti, to detect changes in element distribution during hornblende hornfels facies metamorphism. Results show that B, Li, Sn, Pb and in some instances Cu and Zn diffused from the country rocks into the magmas, suggesting that such a process may enhance the potential of a magma as a source of epigenetic ore deposits.

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Zusammenfassung 82 Proben von acht Granodiorit-Stöcken und metasedimentärem Rahmengestein der Hornblende-Hornfels Fazies sind spektrochemisch auf B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V und Ti analysiert worden. Es wird gezeigt, daß B, Li, Sn, Pb, und gelegentlich auch Cu und Zn, während der Kontaktmetamorphose aus dem Rahmengestein in die Magmen diffundiert sind. Verwandte Prozesse könnten das Potential von Magmen für die Bildung epigenetischer Erzlagerstätten erheblich verstärken.