Differential-Thermo-Analyse einiger bei sehr hohen Temperaturen zerfallender Karbonatminerale

Zusammenfassung Für die drei über 1000° C zerfallenden Karbonat-Minerale Strontianit, Witherit und Norsethit werden zum ersten Male vollständige DTA-Kurven angegeben. Mit Hilfe der Abhängigkeitskurven der Zerfallstemperaturen von der Probenmenge wird eine halbquantitative Bestimmung der Minerale mit der DTA beschrieben und für drei Strontianitproben angewandt. Weiterhin werden die bei diesen Mineralen auftretenden Gitterumwandlungen diskutiert, dabei wird auf die Besonderheit der Abhängigkeit der Ausschlags-Intensität von der Teilchengröße und auf die Eignung dieser Abhängigkeit als Kriterium zum Erkennen einer Gitterumwandlung in der DTA hingewiesen.

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For three carbonate minerals, which decompose at temperatures above 1000° C, i.e. Strontianite, Witherite, and Norsethite, complete DTA-curves are given for the first time. With the help of dependence curves of decomposition temperatures, on the amount of material used, a method of half-quantitative determination of minerals with the DTA is proposed and applied to three Strontianite samples. Further the lattice changes that take place in these minerals are discussed. At the same time the fact that the intensity of deflexion is dependent on the particle size (in grounded material) is pointed out. It is also referred to that this dependence provides a suitable criteria for the recognition of a lattice change in DTA.

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Die verwandte Apparatur ist bereits früher eingehend beschrieben worden (Smykatz-Kloss, 1964). Als Probenhalter wurde ein Nickelblock verwendet, die Thermoelemente bestanden aus Pt/Pt₍₉₀₎ Rh₍₁₀₎; die Aufheizgeschwindigkeit betrug 12°/min, die Genauigkeit der Temperaturbestimmung war ±1° C.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns danke ich für sein Interesse an dieser Arbeit, Herrn Prof. Dr. H. Harder, dem Direktor des Sedimentpetrographischen Instituts, für die sehr guten Arbeitsmöglichkeiten in diesem Institut. Herr Dr. F. lippmann aus dem Mineralogischen Institut der Universität Tübingen stellte freundlicherweise den Norsethit zur Verfügung; dafür und für die Erlaubnis zur Veröffentlichung der DTA-Daten des Norsethits danke ich ihm.     

The fluid phase in eclogites,glaucophane-bearing rocks and amphibolites from the central tauern window as deduced from fluid inclusion studies

Summary Fluid inclusions in rock forming quartz and in quartz from veins and Alpine fissures from eclogites and glaucophane bearing rocks of the southern Grossvenediger area as well as from amphibolitized eclogites and calcareous mica schists from the Grossglockner area (Austria) have been studied by microthermometry. The oldest fluid inclusions in the eclogites contain only CO₂ and are characterized by a very high density up to 1.15 g/cm³. From eclogite forming temperatures in the range of 500 to 550°C a trapping pressure of about 8 kb results for these inclusions. This pressure is in good agreement with that derived from the eclogite-forming mineral reactions. The amphibolites formed by retrogressive metamorphism from the eclogites show fluid inclusions containing H₂O and CO₂, the densities of the CO₂ being much lower compared to those of the fluid inclusions from the unaltered eclogites.

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Die fluide Phase in den Eklogiten, den glaukophanführenden Gesteinen und den Amphiboliten des zentralen Tauernfensters abgeleitet aus der Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Es wurden die Flüssigkeitseinschlüsse von Gesteins- und Kluftquarzen aus den Eklogiten und glaukophanführenden Gesteinen des südlichen Großvenedigergebietes und aus Granatamphiboliten und Kalkglimmerschiefern aus dem Bereich des Großglockners (Österreich) mikrothermometrisch untersucht.Die ältesten Flüssigkeitseinschlüsse der Eklogite bestehen nur aus CO₂ mit einer sehr hohen Dichte bis 1.15 g/cm³. Aus dieser Dichte und den Temperaturen der eklogitbildenden Mineralreaktionen kann für diese nur CO₂ enthaltenden Einschlüsse ein Einschließungsdruck von etwa 8 kb errechnet werden, der mit den aus den Mineralreaktionen in den Eklogiten abgeleiteten Druckwerten übereinstimmt.Die aus Eklogiten durch Diaphtorese hervorgegangenen Amphibolite aus dem Gebiet des Großglockners enthalten keine CO₂-Einschlüsse hoher Dichte mehr. Es treten dort ausschließlich CO₂- und H₂O-führende Einschlüsse auf. Das CO₂ dieser Einschlüsse hat eine deutlich niedrigere Dichte als das CO₂ der Einschlüsse in den Eklogiten.

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With 2 Figures     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

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

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

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

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With 13 Figures     

Fluid inclusion, stable isotope and Ar-Ar evidence for the age and origin of gold-bearing quartz veins at Mont Chemin, Switzerland

Summary A new Swiss gold occurrence at Mont Chemin, comprising gold-bearing quartz veins, displays many characteristics that are typical of mesothermal gold deposits within the Alps and globally. The most notable of these features are: i) the presence of NaCl-H₂O-CO₂-bearing fluid with an XCO₂ of approximately 0.016 and NaCl equivalents in the range 4.6 to 10.6 weight percent, ii) greenschist formational temperatures and pressures in the range 265-285 °C and 700-1400 bars; and iii) the proximity of the occurrence to the Rhone-Simplon Line, a deep crustal structure in the Swiss Alps.Corrected Ar-Ar data for hydrothermal adularia, considered to be contemporaneous with mineral deposition from the gold-bearing fluid, yields an age of 9.9 ±1.0 Ma. Geothermal gradients and uplift rates derived from the Ar-Ar age data and the geothermometry are in agreement with existing data for this region, and indicate that the hydrothermal activity at the Mont Chemin gold occurrence records one of the last Alpine metamorphic events in the northeastern Mont Blanc massif.Temperature estimates from fluid-muscovite-quartz-feldspar equilibrium and oxygen isotope thermometry of coexisting adularia and quartz are combined with the fluid inclusion isochores to derive depositional pressures. These data yield geothermal gradients on the order of 50 °C/km and uplift rates of 0.44 mm/a for the NE portion of the Mont Blanc massif.

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Evidenz aus Flüssigkeitseinschluß-, stabilen Isotopen- und Ar- Ar Daten fü r das Alter und den Ursprung Gold führender Quarzgänge am Mont Chemin, Schweiz

Zusammenfassung Ein neues Schweizer Goldvorkommen am Mont Chernin, es handelt sich um Goldführende Quarzgänge, zeigt viele Charakteristika, die für mesothermale Goldlagerstätten der Alpen und weltweit typisch sind: i) Die Anwesenheit von NaCl-H₂O-CO₂ Fluiden mit einem XCO₂ von ca. 0.016 und NaCl zwischen 4.6 und 10.6 Gew. % Äquiv.ii) Grünschieferfazielle Bildungstemperaturen und -drucke von 265-285°C bzw. 7001400bar. iii) Die Nähe der Vorkommen zur Rhone-Simplon Linie, einer tiefgreifenden Struktur in der Kruste der Schweizer Alpen.Korrigierte Ar-Ar Daten von hydrothermalem Adular, der als zeitgleich mit den Minerallagerstätten gebildet, angesehen wird, ergaben ein Alter von 9.9 ± 1.0 Ma. Die aus aus den Ar-Ar Daten bestimmten geothermalen Gradienten und Hebungsraten und die Ergebnisse der Geothermometrie stimmen mit bisher existierenden Daten aus dieser Region überein und zeigen, daß die hydrothermale Aktivität in den Goldvorkommen des Monte Chemin eines der letzten alpidischen metamorphen Ereignisse im nordöstlichen Mont Blanc Massiv darstellt.Temperaturabschätzungen aus Fluid-Muscovit-Quarz-Feldspat Gleichgewichten und Sauerstoffisotopen-Thermometrie an koexistierendem Quarz und Adular werden mit den Isochoren der Flüssigkeitseinschlüsse kombiniert, um die Bildungsdrucke abzuleiten. Diese Daten ergeben geothermische Gradienten in der Größenordnung von ca. 50 °C/km und Hebungsraten von 0.44 mm/Jahr für den Nordostteil des Mont Blanc Massives.

     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Platinum-group minerals in the chromitites from the Great Serpentinite Belt,NSW, Australia

Summary Occurrences of platinum-group minerals (PGM) from chromitites of the Great Serpentinite Belt of New South Wales are reported for the first time in this study. On the basis of their major components, these minerals are classified into various groups, including sulphides, sulpharsenides, arsenides, antimonides, amalgams, and alloys of Os-Ir-Ru-(Fe Ni), Pd Cu Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu, and Rh-Sn-Cu. They are present: (i) as inclusions within chromite, (ii) in interstitial silicates, (iii) in ferritchromite and (iv) along fractures in chromite. Ir-subgroup (Ir, Os, Ru) minerals (IPGM) dominate podiform chromitites hosted by upper mantle serpentinised harzburgite, whereas Pdsubgroup (Pd, Pt, Rh) minerals (PPGM) characterise banded chromitites in cumulates of the overlying magmatic series. A highly brecciated podiform chromitite, however, is distinguished by abundant disseminated PPGM containing Sb ± Cu. Primary magmatic PGM in podiform chromitite comprise IPGM sulphides, sulpharsenides, and alloys, whereas hydrothermal PGM are characterised by PPGM alloys with Hg, Sb, and Cu. Dominantly hydrothermal PGM in the banded chromitites formed by remobilisation of primary magmatic PGM during serpentinisation. The contrast in PGM association is related to the crystallisation of the host chromitites; IPGM crystallised early from the parental magma along with podiform chromitite, but PPGM formed later at lower temperatures during crystallisation of banded chromitite.[

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Platingruppen-Minerale in den Chromititen aus dem Great Serpentinite Belt, NSW, Australien

Zusammenfassung In dieser Studie wird zum ersten Mal über das Vorkommen von PlatingruppenMineralen (PGM) in Chromititen der Great Serpentinite Belt berichtet. Die auftretenden Mineralphasen umfassen Sulfide, Sulfarsenide, Arsenide, Antimonide, Amalgam und Legierungen von Os-Ir-(Fe-Ni), Pd-Cu-Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu and Rh-Sn-Cu. Sie treten als i) Einschlüsse im Chromit, ii) in Silikaten der Grundmasse, iii) Im Ferritchromit und iv) in Frakturen des Chromit auf. Mineralphasen der Ir-Untergruppe (IPGM = Ir, Os, Ru) dominieren in podiformen Chromititen, die in serpentinisierten Harzburgiten des oberen Mantels auftreten. Minerale der Pd-Untergruppe (PPGM = Pd, Pt, Rh) charakterisieren gebänderte Chromitite, die innerhalb der über der Mantelsequenz liegenden Kumulatabfolge vorkommen. Ein deutlich brekzierter podiformer Chromitit unterscheidet sich von den übrigen podiformen Chromititen durch häufiges Auftreten von disseminierten PPGM, die auch Sb ± Cu führen. Primär magmatisch gebildete PGM in podiformen Chromititen umfassen IPGM in Form von Sulfide, Sulfarsenide und Legierungen, während PPGM als Legierungen mit Hg, Sb und Cu hydrothermale Phasen darstellen. Die hydrothermalen PGM in den gebänderten Chromititen wurden überwiegend durch Remobilisation aus primär magmatischen PGM während der Serpentinisierung gebildet. Der markante Unterschied in den während der Serpentinisierung gebildet. Der markante nterschied in den PGM-Assoziationen steht mit der Kristallisation des jeweiligen Chromitit in Verbindung: Während IPGM früh aus dem Magma zusammen mit den podiformen Chromititen kristallisierten, wurden PPGM später unter niedrigeren Temperaturen während der Kristallisation der gebänderten Chromitite gebildet.[

     

A key-diagram for the optical determination of platinum-group minerals

Summary A key-diagram for optical routine investigation of platinum-group minerals has, for the first time, been developed on the basis of the most recent reflectance and microhardness data. The diagram contains 65 minerals, which occupy defined fields. The dominating platinum metal present in the respective minerals has been characterized by giving eachPGE a special colour. In addition, cubic (isotropic) minerals can be distinguished. The most important aspects of spectral reflectance have also been summarized.

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Ein Diagramm für die optische Bestimmung von Mineralen der Platingruppe

Zusammenfassung Ein Diagramm für die optische Routineuntersuchung von Mineralen der Platingruppe wurde erstmals auf Grund der neuesten Reflexions-und Mikrohärtedaten entwickelt. Das Diagramm enthält 65 Minerale, die imR-VHN-Feld definierte Bereiche besetzen, und je nach dem vorherrschenden Platinmetall durch bestimmte Farben charakterisiert sind. Zusätzlich werden auch kubische (isotrope) Minerale graphisch gekennzeichnet. Wichtige Aspekte der spektralen Reflexion sind ebenfalls dargestellt.

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With 1 Figure and 1 pull-out in colour     

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

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

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

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

     

Experimentelle Bildung von SiO2-Mineralien aus natürlichen Silikaten und silikatischen Gesteinen bei 180° C

Zusammenfassung Bei einer Temperatur von 180°C wurde die Umwandlung eines Trachyandesites sowie eines Serpentins in Quarz im alkalischen Milieu untersucht.Die Bildung der SiO₂-Mineralien erfolgte aus den silikatischen Gemengteilen dieser Gesteine, wie auch Versuche mit Alkalifeldspat, Plagioklas, Augit und Biotit zeigen.Unter dem Einfluß von verschiedenen KOH- und NaOH-Lösungen kam es zu einem Abbau der silikatischen Substanzen und zur Bildung von Cristobalit und dann erst von Quarz.Bei geringeren Alkalikonzentrationen bleibt der Cristobalit sehr lange erhalten; bei höheren Konzentrationen dagegen kommt es zu einer raschen Bildung von Quarz. Es zeigt sich dabei, daß die NaOH-Lösungen die Quarzbildung stärker beschleunigen als die KOH-Lösungen. Die experimentell zu SiO₂-Mineralien umgewandelten Trachyandesite konnten mit den natürlichen opalisierten Trachyandesiten verglichen werden.Auch aus Cristobalit und Alunit bestehende natürliche Zersetzungsprodukte des Trachyandesites konnten experimentell nachgebildet werden. Dies geschah durch die Einwirkung von alkalischen Lösungen und darauffolgend von Schwefelsäure auf den Trachyandesit.

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Experimental formation of SiO₂-minerals out of natural silicates and silicatic rocks at 180° C

The transformation of both trachyandesite and serpentine into quartz in alcalic surroundings at 180° C was investigated by experiments. The SiO₂-minerals were formed out of the silicatic components of the rocks (trachyandesite and serpentine), as was shown by experiments with potassium feldspar, oligoclase, augite and biotite. Under the influence of differing KOH and NaOH solutions the silicatic substances were dissolved, and cristobalite at first, and only afterwards quartz were formed. At low alcalic concentrations the cristobalite was preserved for a long time whereas higher alcalic concentrations led to a rapid formation of quartz. The NaOH-solutions speeded up the formation of quartz to a greater extent than KOH-solutions. The trachyandesite, experimentally transformed into SiO₂-minerals, could be compared with the naturally opalized trachyandesites. Products of natural alteration consisting of cristobalite and alunite could likewise be imitated in experiments, when the trachyandesite was transformed first by alcalic solutions and then by sulphuric acid.

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Herrn Professor Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie dafür, daß die Experimente am Institut für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz durchgeführt werden konnten. Herrn Professor Dr. C. W. Correns danke ich für wertvolle Hinweise und für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen anläßlich eines Studienaufenthaltes kennenzulernen. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. K. H. Wedepohl. Ferner danke ich Frl. Dr. A. Heydemann für anregende Diskussionen. Herrn Dr. F. Grasenick, dem Leiter des Forschungszentrums für Elektronenmikroskopie der Hochschulen in der Steiermark, verdanke ich die elektronenmikroskopischen Aufnahmen.     

Platinum-group minerals in fluid inclusions from the Marathon deposit,Coldwell Complex,Canada

Summary Platinum-group minerals (PGM) project into fluid inclusions that occur in chalcopyrite and cubanite from the Marathon deposit, Two Duck Lake gabbro, Coldwell Complex, Ontario. Semi-quantitative analyses of the micron-sized PGM were made by SEM-EDS; they reveal Ag-bearing intermetallic compounds of Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (i.e., atokitezvyagintsevite-keithconnite) and telargpalite (Pd₂AgTe) on broken, irregular surfaces of the Cu-Fe-S minerals. Halite daughter minerals, and quenched brine occur in and around some opened fluid inclusions. These data confirm the hypothesis based on petrography and mineral compositions that saline fluids remobilized PGE, Cu, and other elements and precipitated them well after crystallization of sulfide and silicate magmas in the Marathon deposit.

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Platin-Gruppenminerale in Flüssigkeitseinschlüssen aus der Marathon Lagerstdtte, Coldwall Komplex, Kanada

Zusammenfassung Platin-Gruppenminerale (PGM) ragen in Flüzssigkeiteinschliisse, die im Kupferkies und Cubanit der Marathon Lagerstätte, Two Duke Lake Gabbro, Coldwell Komplex, Ontario, vorkommen, hinein. Semiqantitative Analysen der mikrongroßen PGM wurden mit einem SEM-EDS durchgeführt. Sie ergaben Ag-führende, intermetallische Verbindungen von Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (Atokit-Zvyagintsevit-Keithconnit) und Telargpalit (Pd₂AgTe) auf zerbrochenen, irregulären Oberflächen der Cu-Fe-SMinerale. Steinsalz-Tochterkristalle und abgeschreckte Salzlösungen treten innerhalb und in der unmittelbaren Umgebung geöffneter Flüssigkeitseinschlüsse auf. Diese Daten bestätigen die Hypothese, basierend auf der Petrographie und der Mineralzusammensetzung, daß saline Fluida PGE, Cu und andere Elemente remobilisieren können, und daß d iese nach der Kristallisation der Sulfide und des Silikatmagmas in der Marathon Lagerstätte zur Ablagerung gekommen sind.

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With 3 Figures     

Spezielle Reflexionsmessungen an durchsichtigen Festkörpern

Zusammenfassung Mit Hilfe eines Einkreisgoniometers mit senkrechter Drehachse wurde an Schliffebenen verschiedener Materialien (Glas, Minerale) der Brewstersche Winkel bestimmt. Das mit Polarisationsprismen ausgerüstete Instrument besaß einen sowohl für teleskopischen wie für mikroskopischen Strahlengang verwendbaren Tubus. Eine mechanische Einrichtung bewirkte, daß die reflektierende Fläche in jedem Augenblick senkrecht zur Winkelhalbierenden von Fernrohr und Kollimator stand. Die Erreichung des Polarisationswinkels wird teleskopisch am Auftreten eines dunklen Balkens, mikroskopisch an der minimalen Helligkeit erkannt. Diese Bestimmungsart ist von der Größe des Brechungsquotienten grundsätzlich unabhängig. Im ungedeckten Dünnschliff kann man die mittlere Lichtbrechung der Minerale annähernd bestimmen. Gleichzeitig ergibt sich eine Art Dunkelfeldbeobachtung. Mit Hilfe eines angeschlossenen Photoelementes wurden auch quantitative Messungen durchgeführt. Die erhaltenen Intensitätskurven haben ihr Minimum beim Polarisationswinkel. Die aus diesen Kurven graphisch und rechnerisch abgeleiteten Minimumwerte sind weniger genau als die durch Einstellen des dunklen Balkens bestimmten. Störeffekte entstehen unter anderem durch den Poliervorgang, insbesondere bei Trockenpolitur. Bei Kristallen ist der Fehler im allgemeinen gering, bei Gläsern hingegen meist beträchtlich. Die scheinbar höhere Lichtbrechung von Gläsern könnte vielleicht als Maß für den erzielten Hochglanz verwendet werden. Bei doppeltbrechenden Kristallen ist der Polarisationswinkel gemäß der Höhe der Doppelbrechung für die entsprechenden Schwingungsrichtungen verschieden groß.

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Summary Some experiments have been made with such materials as glass and various minerals to determine the Brewster's angle by means of a one—axis goniometer. The tube of this apparatus contains a polarizer and may be used both for microscopic and telescopic observation. A special mechanism causes the reflecting plane at any time to be perpendicular to the bisecting line between the collimator and the telescopemicroscope-tubus. By using the telescope the polarizing angle may be recognized from a black band coming into the field of vision, and by using the microscope from the intensity of light being at a minimum. This method of determination is basically independent of the number of the refractive index. It is possible to determine approximately the average refraction of the minerals in an uncovered thin rock section. Simultaneously one achieves an effect similar to dark ground illumination. Moreover, we also took quantitative measurements of light intensity by the aid of a photoelement attached to the telescope. The minimum of the intensity obtained in this way indicates the Brewster's angle. The minimum values can be derived from these curves by means of mathematical or graphical methods, but they are less accurate than the ones obtained by the aid of the black band. Disturbing effects occur e. g. as a consequence of polishing, especially of dry polishing. The limit of error is only small with planes of crystals, but quite considerable on those of glass. The obviously too high indices of reflexion for glasses could perhaps be used as a measure for the degree of high polishing. Investigations into birefringent crystals demonstrate that the two directions of vibration in conformity with the value of double refraction have different polarizing angles.

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Mit 4 Textabbildungen

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

Der Stabilitätsbereich des Pyrophyllits unter dem Einfluß von Säuren

Zusammenfassung Isochemische Experimente bei 2000 Bar Gesamtdruck wurden mit Gemischen aus natürlichem Kaolinit und Quarz bei verschiedenen Molenbrüchen verschiedener anorganischer Säuren durchgeführt. Die Reaktionen, welche zur Bildung und zum Abbau von Pyrophyllit führen, werden durch die Anwesenheit von Säuren im System bivariant, d.h. die Reaktionstemperatur ist nicht allein vom Druck, sondern auch von der Zusammensetzung der fluiden Phase abhängig. Durch starke Säuren (HCl, H₂SO₄) wird sowohl die obere als auch die untere Stabilitätstemperatur des Pyrophyllits stark erniedrigt; schwache Säuren (HF, H₃BO₃) haben keinen nachweisbaren Einfluß auf diese Temperaturen. Die Gründe für die Erniedrigung der Reaktionstemperaturen werden diskutiert; einige Beobachtungen über die Bildung von Zunyit und Topas werden mitgeteilt.

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Mixtures of kaolinite and quartz were subjected to isochemical hydrothermal experiments under 2000 bars fluid pressure and different mole fractions of various inorganic acids. The reactions — leading to the formation of pyrophyllite and its subsequent breakdown — become bivariant in presence of acids, so that not only the fluid pressure but also the composition of the fluid phase need be specified to define the equilibrium temperature uniquely. While strong acids (HCl and H₂SO₄) bring about a remarkable shift of the lower and upper stability limits of pyrophyllite towards lower temperatures, weaker acids like HF and H₃BO₃ do not have any significant influence on the same. Some observations bearing on the genesis of zunyite and topaz are presented and the reasons of the lowering of the equilibrium temperatures are discussed.

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Herrn Professor Dr. H. G. F. Winkler danke ich für sein förderndes Interesse an dieser Arbeit sowie für kritische Diskussionen und viele nützliche Ratschläge bei der Abfassung des Manuskripts. Ferner danke ich ihm für die Erlaubnis zur Benutzung der Apparaturen, die zum Teil mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft aufgebaut wurden.Den Kollegen vom Mineralogisch-Petrologischen Institut bin ich für wertvolle Kritik zu Dank verpflichtet, ebenso Herrn Feinmechanikermeister Baumbach für die Betreuung der Apparaturen.     

Loveringite from the koitelainen layered intrusion,Northern Finland

Summary Conditions favouring the crystallization of loveringite, (Ca, REE) (Ti, Fe, Cr)₂₁ 0₃₈ in Koitelainen were sustained from the base of the lower zone to the upper part of the main zone. Loveringite is most common in rocks with much intercumulus quartz, potassium feldspar, and phlogopite, and is accompanied by accessories such as zircon, chlorapatite, baddeleyite and thorite. It is particularly common among pyroxene cumulates in the upper part of the lower zone. Here, and apparently also in plagioclaseorthopyroxene-clinopyroxene cumulates of the main zone, loveringite occurs as a cumulus phase. The presence of Cr in the intercumulus liquid is not essential to the stability of loveringite; instead, petrographic evidence and the presence of incompatible elements (Zr, Hf, REE, U, Th) contained in loveringite point to the crucial role of crustal contaminants. Loveringite crystallized in parts of the magma chamber heavily contaminated by acid crustal anatectic melt, and eventually settled from density flows loaded with cumulus crystals. Postcumulus reactions produced concentric ilmenitezircon mantles around loveringites and thus contributed to the compositional heterogeneity of the mineral. We suggest that much of the loveringite that once crystallized in layered intrusions may have been consumed through postcumulus reactions. Loveringite is easy to detect under the reflected light microscope and can be readily distinguished from rutile, chromite and ilmenite, but not from some other members of the crichtonite group. The composition of the Koitelainen loveringite is comparable to that of other occurrences. The spectral reflectance values are 2–3% lower as compared to ilmenite. The reflectance data indicate that the mineral is anisotropic. The VHN₁₀₀ values, 792–933, are significantly higher than those published heretofore.[/p]

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Loveringit aus dem Intrusiv-Komplex von Koitelaineen, Nordfinland

Zusammenfassung In der Koitelainen-Intrusion waren während der magmastichen Etwitcklung der Gesteine der älower zone" und ämain zone" die Bedingungen für die Bildung von Loveringit, (Ca, REE) (Ti, Fe, Cr)₂₁ O₃₈, erfüllt, der in Gesteinen mit Quarz, Kalifeldspat und Phlogopit als Interkumulus, häufig auftritt. Sein Vorkommen ist eng verknüpft mit akzessorischen Mineralen wir Zirkon, Chlorapatit, Baddeleyit und Thorit. Ebenso häufig wurde Loveringit in den Pyroxen-Kumulaten der älower zone" und in PlagioklasOrtho-und Klinopyroxen-Kumulaten der ämain zone" als Kumulus-Phase gefunden. Die Anwesenheit von Cr in der Interkumulus-Schmelze ist kein wesentlicher Faktor für die Stabilität des Loveringits. Vielmehr zeigen petrologische Hinweise und die Konzentration der inkompatiblen Elemente (Zr, Hf, seltene Erden, U, Th) in Loveringit die entscheidende Rolle der krustalen Kontamination des Magmas bei seiner Bildung an. Es kristallisierte in Teilbereichen der Magmenkammer, die durch krustale anatektische Schmelze stark kontaminiert war. Reaktionen während der Postkumulusphase führten zur Bildung von konzentrischen Ilmenit-Zirkon-Säumen um Loveringitkristalle und bewirken eine chemische Inhomogenität sowie teilweise Aufläsung des Minerals. Aufgrund dieser Beobachtungen wird vermutet, daß ein großer Teil der in älayered intrusions" einmal kristallisierten Loveringite bei Reaktionen in der Postkumulusphase von der Schmelze wieder konsumiert wurde. Die chemische Zusammensetzung des Loveringits von Koitelainen ist mit der aus anderen Vorkommen vergleichbar. Mikroskopisch läßer sich anhand seiner Reflexionsdaten ohne weiteres von den Begleitmineralen Rutil, Chromit und Ilmenit unterscheiden. Die spektrale Reflexion von Loveringit ist 2–3% niedriger als bei Ilmenit. Die VHN_1OO-Werte mit 792–933 sind im Vergleich zu den bisher publizierten Daten wesentlich höher.

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With 7 Figures     

Hydrocarbon-bearing fluid inclusions in the Drau Range (Eastern Alps, Austria): implications for the genesis of Bleiberg-type Pb-Zn deposits

Summary Hydrocarbons in ore minerals of Bleiberg-type Pb-Zn deposits and in authigenic quartz of the Drau Range (Eastern Alps) have been analysed by bulk-sample gas chromatography and fluorescence microscopy. Microthermometric data and the molecular composition of the hydrocarbons indicate a hot (120° to 130°C) pulse of migrating condensate-like hydrocarbons within Late Triassic sediments during Middle Cretaceous to Early Tertiary times. The molecular composition of hydrocarbons enclosed in authigenic quartz corresponds to the composition of hydrocarbons trapped in Bleiberg-type ore minerals, therefore a common fluid source is assumed. The hydrocarbons possibly played an important role as reducing agents in the late stage of sulfide precipitation.

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Kohlenwasserstoffhältige Flüssigkeitseinschlüsse im Drauzug (Ostalpen, Österreich) und ihre Bedeutung für die Genese der Pb-Zn-Lagerstätten vom Bleiberg-Typ

Zusammenfassung Die organo-chemische Zusammensetzung von Kohlenwasserstoffen, die in Erzmineralen vom Typus Bleiberg and in authigenen Quarzen des Drauzuges (Ostalpen) eingeschlossen sind, wurde durch gaschromatographische and fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen charakterisiert. Mikrothermometrische Daten und die molekulare Zusammensetzung dieser Kohlenwasserstoffphasen weisen auf migrierende kondensatartige Kohlenwasserstoffe in den Sedimenten der Obertrias während des Zeitraumes zwischen der Mittelkreide und dem Alttertiär hin. In Erzmineralen der Pb-Zn-Vererzungen vom Bleiberg-Typ können Kohlenwasserstoffe nachgewiesen werden deren molekulare Zusammensetzung dem Chemismus von Kohlenwasserstoffen, die in authigenen Quarzen eingeschlossen wurden, entspricht. Es wird vermutet, daß diese Kohlenwasserstoffe während der späten Vererzungsphase als Reduktanten wirkten.

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With 6 Figures     

Lawsonite-Pumpellyite-Epidote Stabilities in glaucophane schists in the Horokanai-Kamietanbetsu area of Kamuikotan zone,Hokkaido, Japan

Summary The Horokanai-Kamietanbetsu area is underlain by a coherent sequence of metabasic rocks and metasediments, which underwent high-pressure glaucophane schist facies metamorphism during the late Mesozoic. On the basis of the assemblages of Ca-Al hydrous silicates in the metabasites, the Horokanai-Kamietanbetsu area is divided into three mineral zones.Phase relations of pumpellyite, lawsonite, epidote and associated minerals in glaucophane schists of the study area are analysed in terms of the system A₂O₃-Fe₂O₃-FeO-MgO-CaO with excess of quartz, albite and H₂O-predominant fluid. The Al-Fe³⁺ substitution of Ca-Al hydrous silicates in buffered assemblages changes systematically with metamorphic grade. An analysis of a five component-seven phase system by means of Schreinemakers' method explains the paragenetic relations of the study area.The composition-paragenetis relations of pumpellyite are constructed for the three mineral zones in the Horokanai-Kamietanbetsu area by defining the compositional invariant point for lawsonite-pumpellyite-Na-amphibole-Na-Ca pyroxene-chlorite and the univariant line for pumpellyite-epidote-Na-amphibole-chlorite on an X_Fe ²⁺-X_Fe ³⁺ diagram. The changes of the position of the invariant points and the univariant lines indicate the direction of increase of grade.

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Die Stabilität von Lawsonit-Pumpellyit-Epidot in Glaukophanschiefern des Gebietes von Horokanai-Kamietanbetsu, Kamuikotan Zone. Hokkaido, Japan

Zusammenfassung Die Horokanai-Kamietanbetsu Zone besteht aus einer kohärenten Abfolge von metabasischen Gesteinen und Metasedimenten, die während des spdten Mesozoikums von einer Hochdruck-Glaucophanschiefer-Metamorphose betroffen wurde. Aufgrund der Ca-Al Silikatassoziationen in den Metabasiten kann das Gebiet von Horokanai-Kamietanbetsu in drei Zonen unterteilt werden.Die Phasenbeziehungen von Pumpellyit, Lawsonit, Epidot und den assoziierten Mineralen in Glaucophanschiefern des Untersuchungsgebietes werden auf der Basis des Systems Al₂O₃-Fe₂O₃-FeO-MgO-CaO mit ÜberschuLß von Quarz, Albit und einer H₂O-dominierten fluiden Phase analysiert. Die Al-Fe³⁺ Substitution von Ca-Al Hydrosilikaten in gepufferten Assoziationen ändert sich systematisch mit dem Grad der Metamorphose. Die Analyse eines fünf Komponenten—sieben Phasensystems nach Schreinemakers ermöglicht eine Interpretation der paragenetischen Beziehungen im Untersuchungsgebiet.Die Beziehungen von Zusammensetzung und Paragenese von Pumpellyit in den drei Mineralzonen des Untersuchungsgebietes werden dadurch ermittelt, daß man den invarianten Punkt der Zusammensetzung für Lawsonit-Pumpellyit-Na-Amphibol-Na-Ca-Pyroxen-Chlorit und die univariante Linie für Pumpellyit-Epidot-Na-Amphibol-Chlorit auf einem X_Fe ²⁺-X_Fe ³⁺-Diagram definiert. Die Änderungen der Position der invarianten Punkte und Linien lassen die Richtung der Zunahme des Grades der Metamorphose erkenne.

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With 6 Figures     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Das Glazialdiluvium Dänemarks,Hollands und Norddeutschlands vom geschiebekundlichen Standpunkt aus

Zusammenfassung Die Geschiebeführung des Diluviums in Dänemark, Holland und Norddeutschland bezüglich der kristallinen Geschiebe und des Flintgehaltes wird besprochen und daraus die Hauptbewegungsrichtung des Eises während der einzelnen Vereisungen abgeleitet. Da die Ablagerungen jeder Vereisung durch ihren Geschiebeinhalt identifiziert werden können, ergeben sich interessante Anwendungsmöglichkeiten für das Diluvium Dänemarks und des Hohen Flämings, für den Odergletscher usw.Zwei große Gletscher, aus der Verschmelzung der skandinavischen Einzelgletscher hervorgegangen, überziehen von Norwegen und von der Ostsee her Norddeutschland. Der Ostseegletscher drängt den norwegischen Gletscher zunächst allmählich, von der Pommerschen Phase ab endgültig von Dänemark und Deutschland ab.Für den Geschiebebestand Norddeutschlands und Hollands gelten folgende Verhältnisse: In den Ablagerungen der Elster-Vereisung dominieren die ostfennoskandischen, in denen der Saale-Vereisung die westlichen Geschiebegruppen. Das jüngere Diluvium enthält alle nordischen Geschiebe zu etwa gleichen Anteilen, demgegenüber die Geschiebeverhältnisse des Odergletschers und Dänemarks durchweg abweichende, aber erklärbare Züge aufweisen.     

Laborversuche zum Abbau von Biotit

Zusammenfassung Laborversuche zum Abbau von Biotit und Umbau zu Montmorillonit, Vermiculit oder einer Vermiculit-Chlorit-Wechsellagerung wurden bei pH-Werten von 3,0, 6,0 und 9,8 durchgeführt, wobei sowohl im reduzierenden als auch im oxidierenden Milieu gearbeitet wurde. Aus den Untersuchungsergebnissen kann geschlossen werden, daß durch einen stärkeren Abbau der Oktaeder-Schicht im Verhältnis zum Gesamt-Abbau in saurem Milieu gegenüber basischem die Bildung von Vermiculit bis Chlorit-Vermiculit-Wechsellagerungen gefördert wird. Verstärkt wird dabei die Tendenz zur Chlorit-Bildung durch eine Durchströmung des Biotits. Die Entstehung eines Montmorin-Minerals (eines trioktaedrischen Beidellits) ist nur im basischen Milieu bei stagnierenden Lösungen möglich. Ein Einfluß reduzierender Bedingungen auf den Abbau von Biotit war nur im sauren Bereich festzustellen. In diesem Falle wurde der Abbau erheblich verstärkt. Als eine Hauptursache für die unterschiedliche Auflösung des Biotits unter den verschiedenen Bedingungen kann die Bildung oder das Fehlen einer Eisenhydroxid-Schutzschicht angesehen werden. Durch das Entstehen einer solchen Schicht kann der Abbau behindert werden. Wichtig ist weiterhin die Anwesenheit von Kationen, die den Kalium-Austausch fördern. In verdünnten Lösungen von Ca, Mg und Al konnte in einmonatigen Versuchen aus Hydrobiotit ein Montmorin-Mineral hergestellt werden.Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen stimmen gut mit den bisher gemachten Beobachtungen an Biotitumwandlungen in Böden überein.

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Laboratory experiments on weathering phenomena in biotite

Treatment of biotite with solutions of different pH (3.0; 6.0; 9.8) in oxidizing environs showed, that under more acid conditions with good drainage of the solution through the biotite the alteration to vermiculite or even a vermiculite-chlorite interlayer is favoured, while the formation of montmorillonite from biotite can only take place in stagnant basic solutions. An accelerating influence of reducing environs in respect to the dissolution of biotite could only be stated at low pH. The more or less complete formation or the absence of Fe(OH)₃layers, which can help to protect the biotite from being dissolved, is regarded as one reason for the different alterations of biotite.Montmorillonite was easily prepared from hydrobiotite by treatment with 0.02 — n solutions of Ca, Mg and Al.

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Herrn Professor Dr. Dr. hc. C.W. Correns und Herrn Dozent Dr. E. Althaus, Karlsruhe danke ich für Anregungen und Diskussionen. Frau E. Bayer, Karlsruhe, danke ich für die Anfertigung der chemischen Analysen, Herrn Dr. R. Emmermann, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Überlassung des Biotits aus dem Albtal-Granit mitsamt der chemischen Analyse und Herrn Dr. W. Lücke, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Atomabsorptions-Bestimmungen.     

Characteristics of post-depositional fluids in the Witwatersrand Basin

Summary Four metamorphic/hydrothermal fluid systems were identified in detailed microthermometric and spectroscopic investigations carried out on fluids trapped in late-stage quartz veins sampled throughout the Witwatersrand Basin. These include aqueous, H₂O-CO₂-rich, H₂O-CH₄-CO₂-rich and CH₄-N₂-rich fluids. Early inclusion populations are dominated by H₂O- and CO₂-rich fluid systems. Cross-cutting these early fluid populations are trails of inclusions that contain CH₄, C₂H₆, N₂, H₂ and H₂S (vapour-rich inclusions). Fault-related quartz veins, in particular, are characterized by these later fluid types. A common feature of some of these later fluids is the presence of hydrocarbons and daughter crystals. A very late phase of aqueous fluids occurs in most samples as transgranular inclusion trails. P-V T-X considerations as well as chlorite geothermometry, mineral assemblages and burial conditions suggest entrapment temperatures of between 200°C and 400°C and locally up to 500°C. Fluid chemistry suggests that the post-depositional C-O-H fluids affecting the sediments have oxygen fugacities between Q-F-M and Ni-NiO in the range 300°C to 400°C. This accounts for the widespread preservation of detrital uraninite and gold remobilization along major fluid conduits.

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Charakterisierung von post-sedimentären Fluiden im Witwatersrand-Becken

Zusammenfassung Vier verschiedene Arten von metamorphen/hydrothermalen Flüssigkeitseinschlüssen wurden im Zuge von detaillierten mikrothermometrischen und spektroskopischen Untersuchungen an Flüssigkeiten in Proben von spätgebildeten Quarzgängen aus dem Gesamtbereich des Witwatersrand-Beckens identifiziert. Bei diesen Flüssigkeiten konnten wässerige, H₂O-CO₂-reiche, H₂O-CH₄-CO₂-reiche und CH₄-N₂-reiche Typen unterschieden werden. Bei frühgebildeten Einschlüssen dominieren H₂O- und CO₂-reiche Flüssigkeiten. Die frühen Einschlüsse kommen entlang verheilter Bruchflächen vor und werden von einer späteren, gasreichen Generation durchkreuzt, die CH₄, C₂H₆, N₂, H₂, und H₂S enthält. Insbesondere Quarzgänge, die an Verwerfungen gebunden sind, enthalten Flüssigkeitseinschlüsse des letzteren Typs. Einige dieser Flüssigkeiten haben die Anwesenheit von Tochterkristallen und hydrokarbonischer Komponenten gemeinsam. Eine sehr späte Generation von wäßrigen Flüssigkeiten kommt in den meisten Proben in der Form von trans-granularen Einschlussbahnen vor. Berücksichtigung von P-V-T-X Bedingungen und Chlorit-Thermometrie, von Mineralparagenesen und Überlagerungsmächtigkeit weisen auf Bildungstemperaturen zwischen 200 und 400 °C, lokal bis zu 500 °C. Die Zusammensetzungen der Flüssigkeiten deuten an, daß die spät-bis post-diagenetischen C-O-H Flüssigkeiten, die auf die Sedimente einwirkten, Sauerstoffugazitäten im Bereich zwischen Q-F-M und Ni-NiO, für Temperaturen von 300 bis 400 °C, hatten. Dies erkärt, warum detritischer Uraninit in weiten Bereichen des Beckens auftritt und warum Remobilisierung von Gold entlang von Zonen hoher Fluidwegsamkeit stattfinden konnte.

     

Possible compositional differences between Archean and Post Archean granulite terranes based on discriminant analysis

Summary An average chemical composition is proposed for granulite terranes of the lower continental crust based on a data base of 1685 analyses of granulite facies rocks. Both Archean and Post-Archean granulites are included in the file. Discriminant analysis was used to study possible compositional differences between Archean and Post-Archean granulites. Results show no convincing difference between the two age groups using major elements, the REE, or a combination of (K₂O, U, Th, Rb and Ba) however a combination of (Cr, Ni, Zr, Nb, V and Co) is promising. The main constraint is the limited number of chemical analyses which contain all the elements of each combination and the difficulty of evaluating the fundamental requirements for use of discriminant analysis which would permit more numerical methods of analyzing the results to be applied.

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Auf Diskriminanzanalyse beruhende mögliche Unterschiede in der Zusammensetzung von archaischen und postarchaischen Granuliten

Zusammenfassung Ausgehend von einem Datensatz mit 1685 Analysen granulitfazieller Gesteine wird eine durchschnittliche chemische Zusammensetzung für Granulite aus der unteren kontinentalen Kruste vorgeschlagen. Der Datensatz enthält sowohl archaische als auch postarchaische Granulite. Zur Untersuchung möglicher Unterschiede in der Zusammensetzung von archaischen und postarchaischen Granuliten wurde die Diskriminanzanalyse verwendet. Die Ergebnisse zeigen keinen eindeutigen Unterschied zwischen den beiden Altersgruppen, wenn man Hauptelemente, die SEE oder eine Kombination von (K₂O, U, Th, Rb und Ba) anwendet. Eine Kombination aus (Cr, Ni, Zr, Nb, V und Co) erscheint jedoch vielversprechend. Die wesentliche Einschränkung besteht in der begrenzten Anzahl an chemischen Analysen, die alle Elemente für jede Kombination enthalten sowie in der Schwierigkeit, die grundsätzlichen Erfordernisse für die Anwendbarkeit der Diskriminanzanalyse, die die Anwendung weiterer numerischer Methoden für die Analyse der Ergebnisse erlauben würden, abschätzen zu können.