Determination of refractory gold distribution by microanalysis, diagnostic leaching and image analysis

Summary Samples of drill core, ore and concentrates from the Proterozoic Suurikuusikko Au deposit, Kittilä, Central Lapland were studied by optical microscopy, image analysis, Secondary Ion Mass Spectrometer (SIMS), trace gold analysis by electron microprobe, and diagnostic leaching techniques to characterize the mode of occurrence of the gold. The main ore minerals are pyrite, arsenopyrite and gersdorffite, and the minor ore minerals include chalcopyrite, sphalerite, tetrahedrite, galena, bournonite and rutile. Graphite is found in all samples as microcrystalline grains. Pyrite, arsenopyrite and occasionally gersdorffite occur as disseminated intimately intergrown grains and as large grain aggregates. Diagnostic leaching tests show that an average of only 4.1% of the gold is in cyanide leachable form i.e. free gold, whereas on average 57% of the gold is bound to pyrite and arsenopyrite as inclusions or as lattice gold. The weight percentage of arsenopyrite and pyrite in the concentrate determined with image analysis on backscattered electron images is 65.2 and 34.7, respectively. Trace Au analyses done with EPMA using the Australian CSIRO-TRACE program from the drill core samples and concentrates show that the average gold content in pyrite is 46 ppm (192 analyses) and in arsenopyrite 279 ppm (136 analyses). The CSIRO-TRACE microprobe analyses correspond favourably to SIMS analyses, e.g. 69 ppm for pyrite (16 analyses) and 217 ppm for arsenopyrite (22 analyses). The distribution of gold in concentrates was calculated as free gold 4.1%, gold in pyrite 22.7%, and gold in arsenopyrite 73.2%. Both arsenopyrite and pyrite show strong zoning when treated for 1–2 min with KMnO₄ dissolved in sulphuric acid, and trace Au microprobe analyses show that the zonal bands reflect different concentrations of gold in the minerals. Free gold was not found by optical microscopy, but a rare mineral search technique using TURBO-SCAN runs on the drill core samples and concentrates located 111 gold grains. The grains have a large compositional variation from silver-bearing gold to electrum and Au-Ag-amalgam.

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Bestimmung der refraktären Goldverteilung durch Mikroanalyse, diagnostisches Leaching und Bildanalyse

Zusammenfassung Proben von Bohrkernen, Erzen und Konzentraten aus der proterozoischen Goldlagerstätte Suurikuusikko, Kittilä, Zentrallappland, wurden mittels optischer Mikroskopie, Bildanalyse, Sakundär ionen messenspektrographie (SIMS), Gold-Spurenanalyse mit der Elektronen-Mikrosonde (EMS) und mit diagnostischen Lösungsverfahren untersucht, um die Art des Auftretens des Goldes zu charakterisieren. Die Haupterzminerale sind Pyrit, Arsenopyrit und Gersdorffit. Nebengemengteile sind Chalcopyrit, Zinkblende, Tetrahedrit, Bleiglanz, Bournonit sowie Rutil. Graphit kommt in allen Proben in Form mikrokristalliner Körner vor. Pyrit, Arsenkies und gelegentlich auch Gersdorffit treten als Imprägnation in engster Verwachsung und in Form größerer Kornaggregate auf. Diagnostische Lösungsversuche haben gezeigt, daß durchschnittlich nur 4.1% des Goldes von Cyanid gelöst wird, i.e. als Freigold vorliegt, während 57% des Goldes an Einschlüsse und in dem Gitter von Pyrit und Arsenkies gebunden ist. Mittels Bildanalyse an BSE- Bildern konnte der Anteil von Arsenkies in den Konzentraten mit 65.2, der Anteil von Pyrit mit 34.7 Gew.% ermittelt werden. Spurenanalyse auf Gold an Bohrkernproben und Konzentraten mit der EMS, unter Benützung des australischen CSIRO-TRACE Programmes, zeigen, daß der durchschnittliche Goldgehalt von Pyrit bei 46 ppm (192 Analysen), jener von Arsenkies bei 279 (136 Analysen) liegt. Die CSIRO-TRAGE Mikrosondenanalysen stimmen bevorzugt mit SIMS Analysen überein; z.B. Pyrit: 69 ppm (16 Analysen), Arsenkies: 217 ppm (22 Analysen). Die Berechnung der Goldverteilung in den Konzentraten ergibt 4.1% freies Gold, 22.7% Gold in Pyrit, und 73.2% Gold in Arsenkies. Sowohl Arsenkies als auch Pyrit zeigen starken Zonarbau, nachdem sie für 1–2 min mit in Schwefelsäure gelöstem KMnO₄ behandelt wurden. Die Mikrosondenanalysen auf Gold belegen, daß die einzelnen Wachstumszonen mit unterschiedlichen Goldkonzentrationen korrelieren. Freies Gold konnte nicht mittels normaler optischer Mikroskopie gefunden werden, aber mit dem Programm TURBO-SCAN für das automatische Suchen nach seltenen Mineralen an Bohrkernproben und Konzentraten konnte man 111 Goldkörner lokalisieren. Die Körner zeigen eine große Variation in ihrer Zusammensetzung, die von silberführendem Gold über Elektrum bis hin zu Au-Ag-Amalgamreicht.

     

Mineralogy and fluid inclusion studies of the Au-Cu quartz veins in the Hamash area, South-Eastern Desert, Egypt

Summary Field relations, petrographic observations and fluid inclusion data are used to characterize the mineralizing fluids of gold-copper bearing quartz veins, which are spatially associated with a granite-porphyry, metavolcanics and metagabbro in the Hamash area, South Eastern Desert of Egypt. Four generations of genetically related quartz veins occur in the Hamash mine area. Two types of alteration are developed in vicinity of quartz veins; i.e., sericite-quartz-pyrite and chlorite-epidote-pyrite-sericite alteration. Fe-Cu sulfides in the veins were precipitated in two stages, early pyrite (PI) and chalcopyrite were altered to secondary chalcocite, bornite and digenite and a second generation of pyrite (PII and PIII). PI pyrite and quartz contain inclusions of gold as well as remobilized gold along cracks and microfractures. Two types of fluid inclusions are distinguished: 1) primary H₂O-CO₂-CH₄-NaCl inclusions (type I) and 2) primary and secondary aqueous inclusions (type II). Type II is further subdivided by the inclusions occurrence within different vein types. Type I inclusions entrapped the endmembers of an unmixed fluid which consists of an aqueous phase and a CO₂-rich gas phase, respectively. The entrapment conditions of approximately 250°C and 200 bars were estimated by intersecting the isochores of the two coexisting aqueous and CO₂-rich fluids and indicate a shallow crustal level. The salinity of type IIa inclusions is generally low (< 9 wt.% NaCl_eq), they homogenize above 234°C and included heterogeneous and homogeneous fluids over a wide pressure range. Homogenization temperatures of type IIb inclusions vary between 102° and 284 °C, their assumed entrapping temperatures are 200°C and 110°C, respectively. The four generations of quartz veins are related with different inclusion types. The metals including primary gold were probably transported as bisulfide complexes and precipitated due to wallrock sulfidation, fluid mixing and phase separation. The Hamash Au-Cu mineralization shows a combination of porphyry- and epithermal-deposits characteristics.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlußuntersuchungen an Au-Cu Quarzgängen im Hamash Gebiet, Südöstliche Wüste, Ägypten

Zusammenfassung Geländebeziehungen, petrographische Beobachtungen und Untersuchungen an Flüussigkeitseinschlüssen erlauben die Charakterisierung der mineralisierenden Fluide in Gold-Kupfer-führenden Quarzgängen, die mit einem Porphyr-Granit und einem Gabbro im Hamash Gebiet der südöstlichen Wüste von Ägypten assozüert sind. Vier Generationen von Quarzgängen kommen im Gebiet der Hamash Mine vor. Zwei Alterationstypen sind in der Nähe der Quarzgänge ausgebildet: Serizit-Quarz-Pyrit und Chlorit-Epidot-Pyrit-Serizit Alteration. Die Fe-Cu-Sulfide in den Gängen wurden in zwei Etappen ausgefällt, früh kristallisierter Pyrit (PI) und Kupferkies wurden zu sekundärem Chalkosin, Bornit und Digenit sowie einer zweiten Generation von Pyrit (PII und PII) umgewandelt. PI Pyrit und Quarz enthalten sowohl Gold-Einschlüsse als auch remobilisiertes Gold entlang von Spalten und Mikrobrüchen. Zwei Typen von Flüssigkeitseinschlussen wurden unterschieden: 1) primäre H₂O-CO₂-CH₄-NaCl Einschlusse (Typ 1), 2) primäre und selcundäre wäßrige Einschlusse (Typ II). Typ I Einschlusse schlossen die Endglieder eines entmischten Fluides ein, das aus einer wässrigen bzw. einer CO₂-reichen Gasphase bestand. Die Einschlußedingungen von ungefähr 250°C und 200 bar wurden durch den Schnittpunkt der Isochoren der beiden koexistierenden Fluide bestimmt und zeigen einen seichten Krustenbereich an. Die Salinität von Typ Ila Einschlussen ist generell niedrig (<9 Gew.% NaCl_eq), sie homogenisieren uber 234 °C und schlossen heterogene und homogene Fluide über einen großen Druckbereich ein. Die Homogenisationstemperaturen von Typ IIb Einschlussen variieren zwischen 102° und 284°C, ihre angenommenen Einfangtemperaturen liegen bei 200 °C bzw 110 °C. Die vier Generationen von Quarzgängen stehen in Zusammenhang mit den verschiedenen Typen von Flussigkeitseinschlussen. Die Metalle, einschließlich des primaären Goldes, wurden wahrscheinlich als BisulphidKomplexe transportiert und auf Grund von Sulfidisierung der Nebengesteine, Fluidmischung und Phasenseparation ausgefällt. Die Hamash Au-Cu Mineralisation zeigt eine Kombination von Porphyr- und Epithermal-Lagerstätten Charakteristika.

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With 6 Figures     

Tellurides,selenides and associated minerals in the Tunaberg copper deposits,SE Bergslagen,Central Sweden

Summary The Tunaberg copper deposits, SE Bergslagen, Central Sweden, locally contain tellurium and selenium minerals not previously reported from this locality. Hessite, tellurobismutite, tellurium, tetradymite, kawazulite, clausthalite and selenian galena are found as inclusions in bornite and chalcopyrite in a skarn sulphide ore with Cd-rich sphalerite, cobaltite and cobalt pentlandite (assemblage A), and in a skarn iron ore with magnetite (assemblage B). Accessory minerals included in bornite and chalcopyrite are auriferous silver, electrum, carrollite, stannoidite, mawsonite, parkerite, aikinite, emplectite, wittichenite and two unidentified Cu-Ag-Bi sulphosalts.The tellurides, selenides and associated minerals in assemblage A occur, in part, as early crystallites and, in part, as segregations from a high-temperature bornite solid solution, which presumably crystallized from metamorphogenic skarn-forming ore solutions, about contemporaneous with the formation of diopside above 475°C and of retrogressive tremolite above 420°C. Minerals of Bi-Te-Se-Pb-Ag in assemblage B presumably crystallized at lower aS₂ and higher aCu⁺ from residual hydrothermal solutions of similar metamorphogenic origin.

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Telluride, Selenide und assoziierte Minerale in der Tunaberg Kupfer-Lagerstätte, SE Bergslagen, Zentralschweden

Zusammenfassung Die Kupferlagerstätten von Tunaberg, SE Bergslagen, Zentral-Schweden enthalten stellenweise Tellur-und Selen-Minerale, die hier bisher nicht bekannt waren. Hessit, Tellurobismutit, gediegen Tellur, Tetradymit, Kawazulit, Clausthalit und selen führender Bleiglanz kommen als Einschlüsse in Bornit und Kupferkies in einem Skarn-Sulphiderz mit cadmiumreichem Sphalerit, Cobaltit und Cobalt-Pentlantit (Paragenese A), und in einem Eisenskarnerz mit Magnetit (Paragenese B) vor. Akzessorische Minerale in Bornit und Calcopyrit sind goldführendes Silber, Electrum, Carrollit, Stannoidit, Mawsonit, Parkerit, Aikinit, Emplektit, Wittichenit und zwei noch nicht identifizierte Cu-Ag-Bi Sulphosalze.Die Telluride, Selenide, und assoziierte Minerale in der Paragenee A kommen teils als frühe Kristalliten und teils als Segregationen aus einer Hoch-Temperatur Bornit-solid solution vor, die auf metamorphogene skarnbildende Erzlösungen zurückgehen. dürfe. Diese Vorgänge fallen zeitlich mit der Bildung von Diopsid oberhalb von 475°C und von retrogradem Tremolit oberhalb von 420°C zusammen. Bi-Te-Se-Pb-Ag-Minerale der Paragenese B kristallisierten bei niedrigerem aS₂ und höherem aCu⁺ aus residualen hydrothermalen Lösungen metamorphen Ursprunges.

     

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

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

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

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

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With 9 Figures     

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

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

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

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With 14 Figures     

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

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

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

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

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With 8 Figures     

Residence of silver in mineral deposits of the Thunder Mountain caldera complex,Central Idaho,U.S.A.

Summary Silver is an accessory element in gold, antimony, and tungsten deposits of the caldera complex. Most of the deposits are economically of low grade and genetically of xenothermal or epithermal character. Their gold- and silver-bearing minerals are usually disseminated, fine grained, and difficult to study. Sparsely disseminated pyrite and arsenoprite are common associates.Identified silver minerals are: native silver and electrum; the sulfides acanthite, argentite (the latter always inverted to acanthite), and members of the Silberkies group; the sulfosalts matildite, miargyrite, pyrargyrite, argentian tetrahedrite, and unnamed Ag-Sb-S and Ag-Fe-Sb-S minerals; the telluride hessite and the selenide naumannite; halides of the cerargyrite group; and the antimonate stetefeldtite. Suspected silver minerals include the sulfide uytenbogaardtite and the sulfosalts andorite, diaphorite, and polybasite. Electrum, acanthite, and argentian tetrahedrite are common, though nowhere abundant. The other silver minerals are rare.Silver is present as a minor element in the structure of some varieties of other minerals. These include arsenopyrite, chalcopyrite, chalcostibite, covelline, digenite, galena, sphalerite, and stibnite. The search for adventitious Ag in most of these minerals has been cursory. The results merely indicate that elemental silver is not confined to discrete silver minerals and is, therefore, an additional complication for the recovery of silver-bearing material from some deposits.Silver occurs cryptically in some plants of the region. At Red Mountain, for example, the ashed sapwood of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) contains 2 to 300 ppm Ag. Silver in the ashed wood is roughly 100 times as abundant as it is in soil. The phenomenon, useful in biogeochemical exploration, deserves the attention of mineralogists.

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Das Vorkommen von Silber in den Erzlagerstätten des Thunder-Mountain-Caldera-Komplexes, Idaho, U.S.A.

Zusammenfassung Silber ist in den Gold-, Antimon- und Wolframlagerstätten des Caldera-Komplexes ein akzessorisches Element. Die Lagerstätten sind wirtschaftlich geringhaltig und genetisch als xeno- oder epithermal zu deuten. Gold- und silberführende Minerale sind meist feinkörnig und treten akzessorisch auf. Im einzelnen wurden folgende Minerale beobachtet: Gediegen Silber und Elektrum; die Sulfide Akanthit und Argentit (immer zu Akanthit umgewandelt) sowie Silberkiese; die Sulfosalze Matildit, Miargyrit, Pyrargyrit, silberhaltiger Tetraedrit und nicht näher identifizierte Ag-Sb-S- und Ag-FeSb-S-Verbindungen; das Tellurid Hessit und das Selenid Naumannit; Halogenide der Kerargyritgruppe; und das Antimonat Stetefeldit. Mögliche weitere Ag-Minerale schließen das Sulfid Uytenbogaardtit und die Sulfosalze Andorit, Diaphorit und Polybasit ein. Von diesen Mineralen kommen Elektrum, Akanthit und silberhaltiger Tetraedrit am häufigsten vor, während alle anderen selten sind. Die gewöhnlichen Nebengemengteile sind Pyrit und Arsenkies.Darüber hinaus wird vermutet, daß Spuren von Silber im Kristallgitter anderer Minerale eingebaut vorliegen; insbesondere in den Gittern von Arsenkies, Kupferkies, Chalcostibit, Covellin, Digenit, Bleiglanz, Zinkblende und Antimonit. Hierzu liegen noch keine umfassenden Untersuchungen vor, jedoch kann vermutet werden, daß Silber nicht ausschließlich auf Ag-Minerale sensu stricto beschränkt ist.Einige Pflanzen des Lagerstättenbezirkes enthalten beachtliche Mengen an Silber, so zum Beispiel die Asche der Douglas-FichtePseudotsuga menziesii. Der Silbergehalt beträgt 2 bis 300 g/t und ist damit gegenüber dem Boden etwa 100fach erhöht. Dieses Phänomen ist von Nutzen in der biogeochemischen Exploration und verdient das Interesse der Mineralogen.

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With 10 Figures

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Contribution to the Ore Mineralogy Symposium (IMA/COM) at the 14th General Meeting of the International Mineralogical Association, at Stanford, California, in July, 1986.     

Oxidation states and speciation of secondary products on pyrite and arsenopyrite reacted with mine waste waters and air

Summary Three morphologically distinct generations of Fe-oxyhydroxides were identified on pyrite surfaces reacted with unsaturated zone waters of a waste rock pile from the CON Mine (Northwest Territories, Canada). The paragenetic sequence includes an early mottled coating and a late massive (featureless) coating, separated by a generation of Fe(III)-oxyhydroxide of crystalline habit. Gypsum and halite precipitation were the last paragenetic events, and indicate intense wetting and drying in the unsaturated zone of the waste rock pile prior to collection.Fe 2p X-ray photoelectron spectra (XPS) of tarnished pyrite surfaces indicate at least two distinct secondary Fe(III)-oxyhydroxide phases, and combined with O 1s spectra, indicate ferrihydrite, goethite, hematite or maghemite. Minor As(IV) and As(III) are incorporated into these coatings.Fresh arsenopyrite surfaces reacted with air for 14 days, 16 months and 25 years develop exceptionally thin oxidized secondary coatings no more than about 50 A thick. XPS Fe 2p, O 1s and As 3d spectra indicate that the overlayer is composed of Fe(III)-hydroxides, arsenate (AsO[OH]3 or FeAsO₄), and reduced arsenic species, including arsenite (As[OH]3 or FeAsO₃). The abundance of reduced arsenic species is explained by diffusion of reduced As (e.g. As) from the unoxidized interior of the mineral to the near-surface where it reacts with oxidants. Continuous supply of reduced As from the bulk, and progressive oxidation of arsenic in the near-surface, result in an effective passivating layer. Whereas these oxidized coatings passivate the surface against airoxidation, aqueous solutions cause extensive leaching of arsenopyrite surfaces beneath the oxidized coatings. Apparently, the coatings offer little protection against leaching by oxidizing aqueous solutions, perhaps because the oxidized overlayer is compromised by dissolution of acidic and ferric arsenite and arsenate salts.

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Oxidationszustand und Spezifikation sekundärer Produkte auf Pyrit und Arsenkies nach Reaktion mit Grubenwässern und Luft

Zusammenfassung Drei morphologisch definierte Generationen von Eisen-Oxyhydroxyden wurden auf den Oberflächen von Pyrit nachgewiesen, der mit Wässern der ungesättigten Zone einer Abraumhalde der CON Mine (Nordwest-Territorium, Kanada) reagiert hat. Die paragenetische Abfolge umfaßt einen frühen fleckigen und einen späten massiven Überzug der durch eine Generation von Fe(III)-Oxyhydroxyden von kristallinem Habitus getrennt werden. Gips und Steinsalz Ausfällung waren die letzten paragenetischen Stadien und weisen auf intensive Befeuchtung und Trocknung in der ungesättigen Zone der Abraumhalden vor der Probennahme hin. Fe2p Röntgenfotoelektronspektren (XPS) von angelaufenen Pyritoberflächen weisen auf zumindest zwei unterscheidbare sekundäre Fe(III)-Oxyhydroxydphasen hin; in Kombination mit O is Spektren zeigen sie auch, daß Ferrihydrit, Goethit, Hämatit oder Maghemit vorliegen. Geringere Mengen von As(IV) und As(111) liegen in diesen Überzügen vor.Frische Arsenkiesoberflächen, die mit Luft für 14 Tage, 16 Monate und 25 Jahre reagiert haben, entwickeln außerordentlich dünne sekundäre Oxydationsfilme, die nicht mehr als 50 A dick sind. XPS, Fe 2p, O l s und As 3d Spektren zeigen, daß diese aus Fe(III)-Hydroxyden, Arsenat (AsO[OH]₃ oder FeAsO₄), und reduzierten Arsenphasen, die Arsenit (As[OH[]₃ oder FeAsO₃) umfassen, bestehen. Die weite Verbreitung von reduzierten Arsenphasen wird durch die Diffusion von reduziertem As (e.g. As°) aus dem nichtoxidierten Teil des Minerals in den Oberflächenbereichen erklärt, dort reagiert es mit Oxidanzien. Kontinuierliche Zufuhr von reduziertem As aus dem Haldenmaterial und progressive Oxidation des Arsens nahe der Oberläche führt zur Bildung einer effektiv passivierenden Schicht. Während diese oxidierten Schichten die Oberfläche gegen Luftoxidation passivieren, verursachen wäßrige Lösungen umfangreiches Leaching von Arsenkiesoberflächen unter den oxidierten Schichten. Offensichtlich bieten diese Schichten geringen Schutz gegen Leaching durch oxidierende wäßrige Lösungen, wahrscheinlich weil die oxidierte Überschicht durch Auflösung von sauren sowie Ferritischen Arsenit- und Arsenatsalzen beschädigt ist.

     

Alteration and the role of fluids in Ni,Cu and platinum-group element deposition,Sudbury Igneous Complex contact,Onaping-Levack area,Ontario

Summary A variety of alteration styles is associated with Cu, Ni and platinum-group element deposition in the Onaping-Levack area of the North Range of the Sudbury Structure. Two significant alteration assemblages are amphibole (actinolite) + epidote + chlorite + quartz ± albite ± K-feldspar ± calcite adjacent to Cu-rich veins in the Deep Copper Zone of Strathcona mine and the nearby Barnet property, and amphibole (actinolite to ferro-actinolite) + epidote + titanite + pentlandite + pyrite ±quartz ± magnetite in the Fraser mine Epidote Zone. The concentrically zoned Epidote Zone alteration has been further subdivided into facies that range from epidotized Footwall Breccia through actinolite-bearing rocks with few vestiges of original Footwall Breccia textures, to the most intensely altered magnetite-rich facies. Higher Fe³⁺ content in epidote in the most intensely altered rocks is compatible with the evolution of more oxidized fluids with time. Fe and Ni, in addition to Cu and PGE, have been mobilized. The 2- (L + V) and 3- (L + V + SC) phase fluid inclusions are similar in each of the deposit locations. Temperatures of first ice melting range from –64.9 to -42.3°C, indicating that the trapped fluids may be modelled in the system H₂O-NaCl-CaCl₂. Average salinities are high, between 20.8 to 34.4 NaCl wt.% eq., and show considerable overlap for each deposit. Isochores calculated from these data show a decrease in temperature range from the Epidote Zone (230 to 340°C) through Barnet (210 to 295°C) to the most distal Deep Copper Zone (175 to 280°C). The Cl-rich fluids deposited Cu and platinum-group elements in the Deep Copper Zone as a result of this thermal gradient. The high salinity fluid inclusions of the Sudbury North Range are similar to those from other high and intermediate temperature Cu-Ni-PGE deposits, and suggest that they were the result of late-stage hydrothermal activity within contact units of the Sudbury Igneous Complex.

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Alteration und die Rolle von Fluiden beim Absatz von Ni, Cu und Platingruppen-Elementen im Kontakt des Sudbury KOmplexes, Onaping-Levack-Gebiet, Ontario

Zusammenfassung Platingruppen-Elementen im Onaping-Levack-Gebiet der North Range der Sudburystruktur verbunden. Zwei signifikante Mineralassoziationen sind Amphibol (Aktinolith) und Epitot + Chlorit + Quarz + Albit ± K-Feldspat ± Calcit in der Nähe kupferreicher Gänge der Deep Copper Zone der Stratcona Mine und dem nahegelegenen BarnetVorkommen. In der Epidot-Zone der Fraser-Mine kommen Amphibol (Aktinolith -Ferroaktinolit) + Epidot + Titanit + Pentlandit + Pyrit + Quarz + Magnetit vor. Die konzentrisch zonierte Alteration der Epidotzone wurde weiter unterteilt in Facies, die von der epidotisierten Liegend-Brevkzie über Aktinolith-führende Gesteine mit Resten entsprechend der Entwicklung zunehmend oxidierter Fluide. Fe und Ni sind zusätzlich zu Cu und PGE mobilisiert worden. Die 2- (L + V) und 3- (L + V + SC) Fluid-Einschlüsse sind in jeder Lokalität ähnlich. Die Temperaturen des ersten Schmelzens von Eis schwanken von –64.9 bis –42.3 °C, und dies weist darauf hin, daß diese Fluide dem System H₂O-NaCl-CaCl₂ angehören. Die durschnittlichen Salinitäten sind hoch, zwischen 20.8 und 34.4 NaCl wt.% und zeigen beträchtliche Überschneidungen für jede Lagerstätte. Isochoren, die aus diesen Daten berechnet wurden, zeigen eine Abnahme der Temperaturen von der Epidot-Zone (230–340°C) durch Barnet (210–295°C) zu der am weitesten entfernten Deep Copper Zone (175–280°C). Die Cl-reichen Fluide lagerten, durch diesen thermalen Gradienten bestimmt, Kupfer-und Platingruppenelemente in der Deep Copper Zone ab. Die Fluid-Einschlüsse mit hoher Salinität der Sudbury North Range sind denen von anderen Kupfer-Nickel-PGE-Lagerstätten, die bei hohen bis intermediären Temperaturen gebildet wurden, ähnlich. Dies weist darauf hin, daß sie das Ergebnis von später hydrothermaler Aktivität in den Kontaktzonen des Sudbury-Komplexes sind.

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With 5 Figures     

Eine Sulfidparagenese mit kupferhaltigem Zonarpyrit von Nukundamu/Fiji

Zusammenfassung Von der bisher kaum bekannten Cu-Zn-Lagerstätte Nukundamu auf Vanua Levu/Fiji wird eine Sulfidparagenese mit Pyrit, Markasit, Idait, Covellin, Wurtzit, Zinkblende, Luzonit und Bleiglanz mit dem Erzmikroskop und der Elektronen-Mikrosonde untersucht. Anlaß der Untersuchung waren die bemerkenswert grobtafeligen Idait- und Zinkblende-Wurtzit-Aggregate und die Bravoit-ähnlichen Zonarpyrite, die statt Ni oder Co bis maximal 10 Gew.-% Cu in offenbar fester Lösung zeigen. Eine vorlufige Zuordnung des Vorkommens zur meso- bis epithermalen Kupfer-Arsenformation der subvulkanischen Abfolge bei deutlicher Tendenz zu verkieselten Subvulkangesteinen mit Pyrit-Imprägnationen ist angezeigt.

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From the little known copper-zinc-deposit Nukundamu in Vanua Levu/Fiji a paragenesis of pyrite, marcasite, idaite, covellite, wurtzite, sphalerite, luzonite and galena is described by means of oremicroscope and electron probe microanalysis. The examination of this material was undertaken because of the remarkably coarse and clear aggregates of idaite and sphalerite-wurtzite, as well as the zoned pyrite which revealed a copper content of up to 10 weight percent, apparently in solid solution. A preliminary classification of the prospect as a meso-, respectively epithermal arsenic copper-sulfide deposit of subvolcanic origin with a distinct transition to silicified effusive rocks showing disseminated pyrite is indicated.

     

The geology,mineralogy and geochemistry of the broomstock gold deposit,Kwekwe Greenstone Belt,Zimbabwe; Some implications for gold mineralization in jaspilite iron formations

Summary At Broomstock Mine, three types of gold mineralization have been identified: (i) jaspilite-hosted ore, (ii) ore confined to shear zones within meta-basalts, and (iii) supergene ore. The present study, which is focused on the jaspilite-hosted ore, revealed that areas carrying economic gold grades are characterized by fracturing, brecciation and abundant arsenopyrite-pyrite mineralization. The mineralization was introduced by hydrothermal fluids which used dilatant fractures in the jaspilites as channelways. Deposition of gold and sulfides occurred in response to changing P-T conditions and through chemical reactions of the fluids with the iron-rich jaspilites. Gold and accompanying elements may either originate from processes of intraformational remobilization, or they were derived from external, distant sources.

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Geologie, Mineralogie und Geochemie der Goldlagerstätte Broomstock im Kwekwe Greenstone Belt, Zimbabwe: Bedeutung für Goldvererzung in jaspitischen Eisenformationen

Zusammenfassung In der Broomstock Mine treten drei Typen von Goldmineralisationen auf: (i) Vererzungen in Jaspiliten, (ii) Vererzungen in Scherzonen, die Metabasalte durchsetzen, und (iii) supergene Vererzungen.Die vorliegende Untersuchung befaßt sich vornehmlich mit den Vererzungen der Jaspilite. Kartierungen und Beprobungen zeigten, daß ökonomische Goldgehalte an Be-reiche der Jaspilite gebunden sind, die tektonisch zerbrochen und brekziiert sind. Zudem treten in diesen Bereichen Arsenkies und Pyrit in hohen Konzentrationen auf. Die Mineralisation stellt den Absatz hydrothermaler Lösungen dar, die dilatante Bruchzonen innerhalb der Jaspilite als Zufuhrkanäle benutzten. Der Absatz der Sulfide und des Goldes erfolgte aufgrund sich ändernder P-T-Bedingungen und durch chemische Reaktionen zwischen den Lösungen und den eisenreichen Jaspiliten. Als Modell zur Herkunft des Goldes und der begleitenden Elemente wird entweder eine intraformationale Umlagerung, oder eine Zufuhr aus externen, entfernteren Quellen angenommen.

     

The effects of temperature,pressure, and oxygen on copper and iron sulphides synthesised in aqueous solution

Experiments with both iron sulphide and copper sulphide precipitates in aqueous solution show that oxygen is significant in determining the mineral phases resulting after heating up to 180 °C. Tetragonal FeS converts to FeS₂ and Fe₃O₄ in the presence of oxygen, while in the absence of oxygen under the same conditions it converts to hexagonal FeS. Suspensions of covellite and of chalcocite under the same conditions convert to digenite in the presence of oxygen, but remain unchanged when oxygen is absent. Experimental evidence is advanced to support structure determinations that CuS contains disulphide ions.

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Zusammenfassung Experimente mit in wässrigen Lösungen ausgefällten Eisen- und Kupfersulfiden dokumentieren die außerordentliche Bedeutung des Sauerstoffes auf die Bildungs- und Verhaltensweise von Mineralphasen, beobachtet nach dem Aufheizen auf 180 °C. So bildet sich aus ursprünglich tetragonalem FeS letzten Endes Pyrit und Magnetit, wenn Sauerstoff zugegen war, während bei dessen Abwesenheit, aber sonst gleichen Versuchsbedingungen, die Umwandlung in hexagonales FeS erfolgte. Suspensionen von Covellin und Chalkosin wurden, unter analogen Versuchsbedingungen und in Gegenwart von Sauerstoff, in Digenit überführt, während sonst, wenn keine Sauerstoffeinwirkung stattfand, die Mineralphasen keinerlei Veränderungen erkennen ließen. Mittels solcher experimenteller Methoden lassen sich bei der Strukturbestimmung des CuS offenbar Merkmale des Vorhandenseins von Disulfidionen erkennen.

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Published by permission of the Director, Bureau of Mineral Resources, Canberra A. C. T., Australia.

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Temporary Address: Mineralog.-Petrograph. Inst. Univ. Heidelberg, Berliner Str. 19, 69 Heidelberg, Germany     

Fluid inclusion studies of hydrothermally altered archaean granites around the Witwatersrand Basin

Summary Hydrothermally altered granitic rocks occur along the northern and northwestern edge of what is classically termed the Witwatersrand Basin. Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, molybdenite, galena, wurtzite and other sulphides were deposited during this hydrothermal alteration, as were uranium and REE-rich nodules of carbonaceous matter and free gold. Heating and freezing data from secondary fluid inclusions in igneous quartz as well as primary fluid inclusions in vein quartz and carbonate indicate that two main groups of aqueous fluid inclusions exist. The first group has a range of final melting temperatures from 0 °C to –9 °C, corresponding to salinities between 0 and 13 equivalent wt.% NaCl. Homogenization occurred at temperatures between 130 °C and 230 °C. The second group of inclusions generally have final melting temperatures between –14 °C and –26 °C, with salinities ranging between 12 and 30 equivalent wt.% NaCl. Homogenization temperatures range from 120 °C to about 170 °C. The low initial melting temperatures of -60°C to –35°C and SEM-EDX analyses of encrustations formed after evaporation of fluid in opened inclusions indicate as additional components Ca, Cl and S. Rare clathrate melting in both types of fluids indicate the presence of CO₂, CH₄ or some other clathrate compound. The low salinity fluids are interpreted to be of a meteoric, seawater or metamorphic origin, whereas the highly saline fluids are thought to be connate brines or highly evolved formation waters.Zusammenfassung Hydrothermal veränderte granitische Gesteine kommen am nördlichen und nordwest-lichen Rand von dem vor, was man klassisch als Witwatersrand-Becken bezeichnet. Während dieser hydrothermalen Umwandlung wurden Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, Molybdänglanz, Bleiglanz, Wurtzit und andere Sulfide abgesetzt, ebenso Uran- und SEE-reiche Knollen aus kohliger Substanz und Freigold. Erhitzungs- und Ausfrierdaten von sekundären Fluideinschlüssen in Gesteinsquarz, ebenso wie von primären Fluideinschlüssen in Gangquarz und Karbonat weisen darauf hin, daß zwei Hauptgruppen von wäßrigen Fluideinschlüssen existieren. Der Bereich der finalen Schmelztemperaturen der ersten Gruppe liegt zwischen 0 °C und –9 °C, was einer Salinität zwischen 0 und 13 äquiv. Gew.-% NaCl entspricht. Homogenisierung erfolgte bei Temperaturen zwischen 130 °C und 230 °C. Die zweite Gruppe von Einschlüssen hat im allgemeinen finale Schmelztemperaturen zwischen –14 °C und –26 °C, mit Salinitäten, die sich zwischen 12 und 30 äquiv. Gew.-% NaCl bewegen. Die Homogenisierungstemperaturen variieren von 120 °C bis ungefähr 170 °C. Die niedrigen initialen Schmelztemperaturen von –60 °C bis –35 °C und SEM-EDX-Analysen von Inkrustationen, die sich nach der Verdunstung der Flüssigkeit in geöffneten Einschlüssen bilden, weisen auf Ca, Cl und S als weitere Bestandteile. Gelegentliches Clathratschmelzen in beiden Typen von Fluiden zeigt die Anwesenheit von CO₂, CH, und einigen anderen Clathratbildnern. Die niedrigsalinaren Fluide werden als von meteorischem, Seewasser oder metamorphem Ursprung gedeutet, während die hochsalinaren Fluide als con.nate brines oder sehr gereifte Formationswässer angesehen werden.

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Studien an Fluideinschlüssen hydrothermal veranderter archaischer Granite um das Witwatersrand-Becken

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With 8 Figures     

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

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

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

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

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

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

Minerals and calculated low-temperature phase equilibria in the pseudoternary system Tl2S-As2S3-Sb2S3

Summary The experimental determination of phase relations in the pseudoternary system Tl₂ S-As₂S₃-Sb₂S₃ below 200°C is practically impossible, especially so under dry condensed conditions. As thallium sulfosalts are naturally formed at low temperatures equilibrium phase assemblages at 100 and 200°C were calculated by application of thermochemical approximations for the free enthalpies of formation of the sulfosalts. A comparison of the calculated conode configurations with the results of syntheses under dry condensed conditions at 200°C yielded good agreement between experiment and calculations.

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Minerale und Phasenbeziehungen im pseudoternären System Tl₂S-As₂S₃-Sb₂S₃ bei tiefen Temperaturen

Zusammenfassung Die Ableitung der Phasenbeziehungen im pseudoternären System Tl₂S-As₂S₃-Sb₂S₃ für Temperaturen unterhalb 200°C, insbesondere unter trockenen Bedingungen, ist auf experimentellem Weg praktisch nicht möglich. Da die Thalliumsulfosalze als tieftemperierte Mineralbildungen anzusehen sind, wurden die stabilen Gleichgewichtsassoziationen bei 100 und 200°C unter Verwendung thermodynamischer Näherungen für die freie Bildungsenthalpie der Sulfosalze berechnet. Ein Vergleich der berechneten Konodenverläufe mit den Ergebnissen von Versuchen unter trocken kondensierten Bedingungen bei 200°C ergab gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Berechnung.

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With 1 Figure     

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

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

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Schwefelisotopen der Gruvåsen Sulfid-Skarnlagerstätte, Bergslagen, Schweden

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

     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

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

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

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

     

Potosiite and incaite from the Hoei mine,Japan

Summary Potosiite and incaite have been found at the Hoei mine, Oita Prefecture, Japan. Potosiite occurs as tabular crystals (3 cm x 2 cm in size), and is associated with arsenopyrite, pyrrhotite, stannite,jamesonite and pyrite, whereas incaite occurs as polycrystalline aggregates rimming galena or as hair-like masses in a matrix of kutnahorite. X-ray powder data reveal that these minerals are potosiite and incaite, respectively. Electron-microprobe analyses of potosiite and incaite gave the general formula (Pb, Sn)²⁺ _6+xFeSb₂Sn⁴⁺ ₂S_14+x, with x < 2. Potosiite is homogeneous, whereas incaite, in contact with galena, is quite heterogeneous. Reflectance data for potosiite show that its bireflectance is one of the lowest among opaque minerals with a sheet-like structure.

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Potosiit und incait von der Hoei-mine, Japan

Zusammenfassung Potosiit and Incait wurden in Erzen der Hoei-Mine, Oita Präfektur, Japan, nachgewiesen. Potosiit kommt in plattigen Kristallen (3 cm x 2 cm) vor and ist mit Arsenkies, Magnetkies, Zinnkies, Jamesonit and Pyrit assoziiert. Incait kommt in polykristallinen Aggregaten, die Ränder um Bleiglanz bilden, oder als Haar-artige Massen in einer Matrix von Kutnahorite vor. Röntgendiffraktionsdaten zeigen, daß es sich hier um Potosiit and Incait handelt; Mikrosondenanalysen der beiden Minerale geben die allgemeine Formel (Pb, Sn)²⁺ _6+x(FeSb₂ ⁴⁺)₂S_4+x, with x < 2. Potosiit ist homogen, während Incait in Kontakt mit Bleiglanz inhomogen ist. Quantitative Reflexionsdaten für Potosiit zeigen, daß seine Bireflexion zu den niedrigsten bei opaken Mineralen mit Schichtgitter gehört.

     

Metamorphogenic barite-pyrite (Pb-Zn-Ag) veins at pollone, apuane alps, tuscany: vein geometry, geothermobarometry, fluid inclusions and geochemistry

Summary The barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) deposit of Pollone is located in the southernmost tip of the Apuane Alps metamorphic core complex, and is hosted by a siliciclastic formation of pre-Norian age. The southern sector of the deposit mainly consists of stratiform, supposedly syngenetic, barite-pyrite orebodies, whereas the northern area is characterized by a barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) vein system. Vein geometry in the northern area is controlled by a shear zone, developed during the greenschist facies metamorphism which affected the Apuane Alps core complex between 27 and 8 Ma, that was responsible for fluid focusing and vein emplacement. At Pollone, arsenopyrite and chlorite geothermometers show broadly comparable results, and suggest local metamorphic peak temperatures between 320 and 350°C. Phengite geobarometry indicates minimum pressures of about 3.5 kbar. Fluid inclusion data and mineral equilibria suggest that the mineralizing fluids were initially hotter than the country rocks (about 450°C at 3.5–4.0 kbar). Rocks in direct contact with the orebodies are depleted in Rb and enriched in Sr in comparison to similar rocks elsewhere in the area. This is attributed to the presence of Rb-poor muscovite and Sr-rich barite. Rb-depleted muscovites suggest mineral-fluid interaction in a rock reservoir characterized by a different (modal) mineralogical composition than the Pollone host rocks. The progressive decrease of Sr in barite with increasing distance from the orebodies may be explained with a temperature decrease along the infiltration paths of mineralizing fluids (i.e., from the vein into the wall rocks). The similar O-isotope composition of quartz from veins and host rocks is explained with the overall homogeneous O-isotope composition of the Alpi Apuane basement rocks. This indicates a limited interaction between mineralizing fluids and the rocks exposed at Pollone. Remobilization of syngenetic orebodies was conceivably of minor importance in the production of metamorphogenec veins. Fluid cooling along a major tectonic lineament is thought to be responsible for barite deposition.

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Die metamorphogenen Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gänge von Pollone, Apuanische Alpen, Toskana: Geometrie der Gänge, Geothermobarometrie, Flüssigkeitseinschlüsse und Geochemie

Zusammenfassung Die Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Lagerstätte von Pollone liegt im südlichsten Ende des metamorphen Kern-Komplexes der Apuanischen Alpen, und sitzt in einer siliziklastischen Formation prä-Norischen Alters auf. Der südliche Sektor der Lagerstätte besteht hauptsächlich aus stratiformen, wahrscheinlich syngenetischen Baryt-Pyrit-Erzkörpern, während der nördliche Teil des Gebietes durch ein Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gangsystem charakterisiert wird. Die Geometrie der Gänge im Nordteil wird durch eine Scherzone kontrolliert, die während einer grünschieferfaziellen Metamorphose entstanden ist, die den Kernkomplex der Apuanischen Alpen zwischen 27 und 8 Ma betroffen hat. Diese Scherzone war auch für die Zufuhr der Fluide und die Platznahme der Gänge verantwortlich. In Pollone zeigen Arsenopyrit- und Chlorit-Geothermometrie weithin vergleichbare Ergebnisse und weisen auf lokale Maximaltemperaturen der Metamorphose zwischen 320 und 350°C hin. Phengit-Geobarometrie läßt Minimal-Drucke von ungefähr 3,5 kbar erkennen. Fluidflüssigkeitseinschluß-Daten und Mineral-Gleichgewichte zeigen, daß die erzbringenden Fluide ursprünglich heißer als die Wirtsgesteine waren (ca. 450 °C für P von 3,5 bis 4 kbar). Gesteine, die im direkten Kontakt mit den Erzkörpern sind, zeigen eine Anreicherung an Rb und eine Anreicherung an Sr, im Vergleich mit ähnlichen Gesteinen, die im Gebiet anzutreffen sind. Dies wird auf das Vorkommen von Rb-armen Muscovit und Sr-reichen Baryt zurückgeführt. An Rbabgereicherte Muscovite legen Mineral-Fluid-Reaktionen nahe, die in einem Gesteinsreservoir abliefen, das durch eine andere mineralogische Zusammensetzung als die Wirtsgesteine von Pollone charakterisiert war. Der zunehmende Verlust von Sr im Baryt mit zunehmender Entfernung von den Erzkörpern, kann durch einen Temperaturabfall entlang der Infitrations-Pfade der erzführenden Lösungen erklärt werden (d.h. von Gang in die Nebengeseine). Die ähnliche Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung für Quarz aus den Gängen und den Nebengesteinen läßt sich auf die allgemein homogene Sauerstoffisotopen-Signatur des Basements der Apuanischen Alpen zurückführen. Dies weist auf beschränkte Wechselwirkung zwischen erzführenden Lösungen und den in Pollone anstehenden Gesteinen hin. Die Remobilisation von syngenetischen Erzkörpern in Pollone war nur von geringer Bedeutung für die Entstehung der metamorphogenen Gänge. Abkühlung der Fluide an einem wichtigen tektonischen Lineament gilt als Ursache für den Absatz von Baryt.

     

Biogenic and non-biogenic concentration of sulphur and metals in the carbonate-hosted ballinalack Zn-Pb deposit,Ireland

Summary The Zn-Pb deposit of Ballinalack, Ireland, is hosted within a stomatactis cavity system in the Waulsortian Limestones. Earlier sulphides contain fossil bacteria suggesting a direct bacterial reduction of sulphur at the place of the mineralization. Later sulphides contain relics of thiosulphates and sulphites suggesting abiotic sulphur reduction. Part of the metals was temporarily introduced into the carbonates, which subsequently have been heavily replaced by sulphides.Sulphur was derived from the sea-water and metals from a deep-seated source. To explain the mineralization two separate convection cells are proposed: shallow cold with sulphur and deep hot with metals. Fluids derived from these two cells were subjected to dynamic mixing within a highly permeable stromatactis cavity system.To study small relics of thiosulphates and sulphites, sulphur valence was measured by microprobe. The method is based on the valence related shift of the SK and SK_ß lines measured with microprobe spectrometers.

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Biogene und nicht-Biogene Konzentration von Schwefel und Metallen in der Blei-Zink Lagerstätte Ballinalack, Irland

Zusammenfassung Die Zn-Pb-Lagerstätte von Ballinalack, Irland tritt in stromataktischen Hohlraumsysteme des Waulsortian Limestone auf. Die primären Sulfide enthalten fossile Bakterien, die auf eine direkte bakterielle Reduktion des Schwefels in situ deuten. Spätere Sulfide enthalten Relikte von Thiosulfaten und Sulfiten und lassen abiogene Schwefelreduktion vermuten. Ein Teil der Metalle ist zeitweise an Karbonate gebunden gewesen, die in der Folge weitgehend in Sulfide umgewandelt worden sind. Der Schwefel stammt aus dem Seewasser und die Metalle kommen aus einer tiefer gelegenen Quelle. Zur Deutung der Mineralisation werden zwei getrennte Konvektionszellen angenommen: eine flache und kalte mit Schwefel sowie eine tiefe und heiße mit Metallen. Die aus den Zellen stammenden Lösungen wurden innerhalb eines hochpermeablen stromataktischen Hohlraumsystems einem dynamischen Mischungsprozeß unterworfen.Um kleine Relikte der Thiosulfate und Sulfite zu studieren, wurde die Schwefelvalenz mittels der Mikrosonde ermittelt. Die Methode basiert auf der valenzbedingten Wellenlängenverschiebung der SK ^– und SKß-Linien, die mit den Mikrosondenspektrometern gemessen werden.