Zur Erdölgeologie Südamerikas Insbesondere des pazifischen Raumes

Zusammenfassung Es wird kurz die Ausdehnung der alten Massive und die umrahmende Kordillere besprochen, bei der die ältere Faltung scharf von der pliocänen und quartären Hebung und Zerbrechung zu trennen ist, die das heutige physiographische Bild als Gebirge bestimmt. Nach einer stratigraphischen Übersicht werden die öllagerstätten Südamerikas in 14 Erdölprovinzen eingeteilt.Bei der Schilderung von 3 Erdölprovinzen des pazifischen Raumes wird in Bolivien die Stratigraphie, das 3000 m mächtige devonische Muttergestein, die hangenden devonischen Speichergesteine und die Gondwana-Formation mit sekundären Lagerstätten beschrieben, sowie der tektonische Bau der Lagerstätten in der subandinen Zone erörtert, in der das öl durch den tektonischen Druck der Überschiebungen aus den devonischen Schiefern ausgepreßt und einer natürlichen Destillation unterworfen ist. Je tiefer die tektonische Lage, desto leichter ist das öl.In der Erdölprovinz des peruanisch-ecuadorianischen Amazonas-Beckens werden die ausgedehnten biohermen permischen Kalke, die jurassischen oder älteren Salzdurchbrüche sowie die weite unterkretazische Transgression nach der nevadischen orogenen Phase beschrieben, und die bisher nur in dem kretazischtertiären epikontinentalen Becken, das sich zwischen dem Brasilianischen Schild und der Kordillere erstreckte, bekannten öllagerstätten erwähnt.Endlich wird in der Erdölprovinz des tertiären Schelfes des Pazifik, der von Peru Über Ecuador und Kolumbien bis Panama erhalten ist, die Stratigraphie und Tektonik der eozänen Lagerstätten in Peru und Ecuador kurz geschildert.     

Bemerkungen zu Physikalischen Altersbestimmungen an Sächsischen Graniten und Gneisen

Zusammenfassung Zur genaueren zeitlichen Fixierung magmatischer Vorgänge in der saxo-thuringischen Zone des varistischen Gebirges werden seit einigen Jahren physikalische Altersbestimmungen durchgeführt. Sie betreffen den Lausitzer Granitkomplex, den Granit von Dohna, denjenigen von Karlsbad-Eibenstock bzw. seine Lagerstätten, dazu eine Anzahl böhmischer Granite, sowie Altersbestimmungen von sächsischen Gneisen und Schiefern. Die in Tabellen angeführten und im Text besprochenen Werte deuten an, daß bei Magmatiten die derzeitigen physikalischen Methoden der Altersbestimmung noch nicht eindeutig genug sind, um sichere Schlüsse zu erlauben. Die Untersuchungen gehen weiter.     

Über die Herkunft der ostalpinen Vererzung

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

Zentralasiatische Gebirgszusammenhänge

Zusammenfassung Zwischen der Tarim-Masse (Serindia) und der Ordos-Plattform scheint keine unmittelbare geologische Verbindung vorzuliegen. Die faziellen Leitlinien, besonders der ordovizischen Lagerfolgen in Tienshan und in den nördlichen Ketten des Nanshan, bezeugen die Verbindung dieser beiden Sedimentationsräume und deren gleichartige Situation bezüglich des sedimentliefernden Hinterlandes. Das Auftreten von permischen Ablagerungen der Rotliegend-Fazies in Nanshan und im westlichen Teil des Tarim-Beckens, eine Fazies, die in Zentralasien außerhalb dieser Zone nicht bekannt ist, weist auf paläogeographisch nahe Beziehung zwischen den Fennosärmatischen und den Sinokoreanischen Rotliegend-Regionen hin. Die Verbindung zwischen Serindia und der östlichen Rotliegend-Region scheint deshalb durch eine alte Masse in der Gegend der heutigen Hochebene von Tsaidam vermittelt gewesen zu sein.     

Zur Gliederung des Grundgebirges im Windhoeker Bezirk Südwestafrikas

Zusammenfassung Das Grundgebirge des mittleren Südwestafrika wird in seinen sedimentären Bestandteilen von mehreren, durch Diskordanzen getrennten Formationen aufgebaut. Die älteste, bisher bekannt gewordene Schichtgruppe ist das Abbabis-System, das von Konglomeraten, Arkosen, Quarziten, kristallinen Schiefern aller Art, kristallinen Kalken und metamorphen Ergußgesteinen aufgebaut wird. Im Windhoeker Bezirk gehören die Duruchaus- und Hohewarte-Schichten, sowie die Gauchab-Serie zu dieser ältesten Gruppe.Die größte Verbreitung und Mächtigkeit besitzen die diskordant darüber liegenden Damara-Schichten, die aus ähnlichen Gesteinen aufgebaut werden. Sie enthalten einen mächtigen Tillithorizont. Trotz einiger Abweichungen in der Ausbildung des letzteren und dem Auftreten des Auas-Quarzit-Horizontes in der Khomas-Serie, gleicht ihre Zusammensetzung der Schichtfolge im westlichen Damaralande. Ältere Gliederungsversuche können nicht aufrechterhalten werden.Im südöstlichen Windhoeker Bezirk ist in die Damara-Schichten eine jüngere Schichtgruppe (Bastard-Schichten) eingefaltet, die vielerorts nicht von den ersteren zu trennen ist. Der intensive Zusammenschub sämtlicher Gesteine (vergl. die Profile Taf. IV) und fazielle Abweichungen in der Ausbildung des Marmor-Horizontes der Damara-Schichten machen eine genauere Trennung unmöglich.Die Phyllitformation der früheren Gliederung ist zum größten Teil nicht vorhanden.Mit deutlicher Diskordanz liegen auf den vorigen Schichtfolgen die ebenfalls noch präkambrischen Kudis-Schichten.Dann erst folgen die Dordabis-Schichten, die der wahrscheinlich kambrischen Nama-Formation zuzurechnen sind.     

Zur Lagerstättengenetischen Deutung der Isotopenverhältnisse am Blei und Schwefel

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

Accuracy limits of palaeomagnetic chronology

The paper deals with palaeomagnetic chronology as a statistical method. Using R. Fisher's statistics, the author derived the mean virtual pole positions, beginning with the Quaternary up to the Devonian, from data published in different countries and laboratories for the Eurasian continent up to the end of the year of 1966. From the mean pole positions the divergence of palaeomagnetic directions was computed and its value for Central Europe versus time was plotted. — Palaeomagnetic research into biostratigraphically dated rocks and mineral deposits in the Bohemian Massif has reached a stage, where it is possible to study the tectonic development of mineral deposits in relation to tectonic development of various basins, grabens and rock blocks. With respect to tectonic deformations, to the natural scattering of palaeomagnetic directions and to the accuracy in deriving the mean values of palaeomagnetic divergence, it is possible to achieve an accuracy in palaeomagnetic dating within the limits of a geological period, i.e. some tens of millions of years. Some other parameters may be used in special instances to reach a higher degree of accuracy.

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Zusammenfassung Die Arbeit behandelt die paläomagnetische Chronologie als statistische Methode im Hinblick auf die Erforschung von Lagerstätten. Mit der statistischen Methode von R. Fisher berechnet der Verfasser die mittleren Lagen der virtuellen Pole vom Quartär bis zum Devon; zur Berechnung wurden die paläomagnetischen Daten ausgenutzt, die für den eurasischen Erdteil bis 1966 veröffentlicht wurden. Von den mittleren Pollagen wurde die Divergenz der paläomagnetischen Richtungen für Mitteleuropa abgeleitet und ihr Wert wurde als Zeitfunktion graphisch dargestellt. Auf diese Weise wurde durch eine objektive Methode eine chronologische Vergleichskala ermittelt, die sich auf ein umfangreiches statistisches Material vom gesamten eurasischen Erdteil stützt. — Die paläomagnetische Erforschung der biostratigraphisch datierten Gesteine und Lagerstätten von Mineralrohstoffen auf dem Gebiet des Böhmischen Massivs ist so weit fortgeschritten, daß es möglich ist, die tektonische Entwicklung der Lagerstätten mit Bezug auf die tektonische Entwicklung verschiedener Becken, Gräben, ganzer Gesteinsblöcke usw. zu untersuchen. Mit Rücksicht auf die tektonischen Deformationen, auf den natürlichen Streubereich der paläomagnetischen Richtungen und auf den Genauigkeitsgrad der Ableitung der mittleren Werte der paläomagnetischen Divergenz besteht die Möglichkeit, bei der paläomagnetischen Datierung die Genauigkeit im Bereich von einigen zehn Millionen Jahren zu erreichen. In speziellen Fällen ist es zweckmäßig, auch andere Parameter zum Erreichen eines höheren Genauigkeitsgrades zu benützen.

     

Sphalerite remobilization during multistage hydrothermal mineralization events —examples from siderite-Pb-Zn-Cu-Sb veins, Rheinisches Schiefergebirge, Germany

Summary A widespread feature of Variscan siderite-Pb-Zn-Cu vein deposits in the Rheinisches Schiefergebirge, Germany, is an overprinting brought about by late-Variscan Sb-rich fluids which exploited the existing vein geometry. In a number of cases, this later event led to considerable textural modification of the primary sulphide assemblage. Sphalerite is a major component of the primary mineralization in the Stahlberg (Müsen), Schöne Freundschaft (Obersdorf) and Silberwiese (Oberlahr) deposits, Siegerland-Wied district and the Silbersand (Mayen) and Saarsegen (Altenahr) deposits in the Eastern Eifel. Primary sphalerite (sphalerite 1) displays corrosion, replacement by a range of Pb-Sbsulphosalts, partial dissolution and, ultimately, remobilization as a result of the overprinting event. Remobilized sphalerite has recrystallized (Sphalerite II) directly from the overprinting fluid. A comparable textural evolution is also noted in samples from the Dörnberg-Aurora (Ramsbeck) mine, although, in this case, several distinct stages of textural modification and remobilization are recognised, resulting from a yet more complex sequence of vein emplacement.Microanalysis of sphalerite representing distinct stages of textural evolution in each of the deposits reveals extensive removal of Fe by diffusion ahead of the reactive replacement front. Second generation sphalerite contains only low contents of Fe. The data are consistent with theoretical predictions and experimental observations of interdiffusion of Fe and Zn in sphalerite in contact with a low Fe/Zn fluid. Interaction with the Sb-rich fluids was sufficiently prolonged to permit substantial textural and compositional modification of the primary sphalerite, particularly in the case of smaller grains close to the reaction front. However, relatively rapid cooling resulted in a cessation of interdiffusion before equilibrium between fluid and solid could be established.

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Remobilisation von Sphalerit während mehrphasiger hydrothermaler Mineralisationsereignisse -Beispiele aus Siderit-Pb-Zn-Cu-Sb-Gängen des Rheinischen Schiefergebirges (FRG)

Zusammenfassung Innerhalb zahlreicher varistischer Siderit-Pb-Zn-Cu-Ganglagerstätten des Rheinischen Schiefergebirges erfolgte eine hydrothermale überprägung durch spätvaristische Sb-reiche Fluide, die entlang der präexistenten tektonischen Elemente der Gänge bevorzugte Wegsamkeiten fanden. In einigen Fällen führte dieses spätere Hydrothermalereignis zu einer bedeutenden Veränderung der Gefüge der primären Sulfidmineralisation. In den Lagerstätten Stahlberg (Müsen), Schöne Freundschaft (Obersdorf) und Silberwiese (Oberlahr) im Siegerland-Wied-Distrikt und Silbersand (Mayen) und Saarsegen (Altenahr) in der östlichen Eifel stellt Sphalerit eine Hauptkomponente der primären Mineralisation dar. Die Gefüge des primären Sphalerit (Sphalerit I) zeigen eine sukzessive Entwicklung, die von Korrosion und partieller Verdrängung durch verschiedene Pb-Sb-Sulfosalze über intensive Wiederauflösung schließlich zu vollständiger Remobilisation führt. Remobilisierter Sphalerit wurde teilweise wieder als jüngere Generation (Sphalerit II) abgeschieden. Eine vergleichbare Gefügeentwicklung liegt in Proben der Dörnberg-Aurora-Lagerstätte (Ramsbeck) vor, obwohl hier verschiedene überprägungsstadien und wiederholte Remobilisationen von Sphalerit während einer komplexeren tektonischen und hydrothermalen Entwicklung erfolgten.Mikrosondenanalysen von Sphalerit aus verschiedenen texturellen Stadien zunehmender Korrosion und Verdrängung belegen eine intensive diffusive Verarmung an Fe in einer Zone parallel zur Verdrängungsfront. Sphalerit der jüngeren Generation hat demgegenüber sehr geringe Gehalte an Fe. Die Analysendaten zeigen weitgehende übereinstimmung mit theoretischen überlegungen und experimentellen Ergebnissen zur Interdiffusion von Fe und Zn in Sphalerit, der im Kontakt mit einem Fluid mit niedrigem Fe/Zn-Verhältnis steht. Die Wechselwirkung mit den hochtemperierten Sbreichen Fluiden war ausreichend, um wesentliche Veränderungen der Gefüge und des Chemismus von Sphalerit zu ermöglichen. Eine rasche Abkühlung der Fluide führte zu einer Beendigung der effektiven In zwischen Fluid und Sphalerit erfolgen konnte.

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With 7 Figures     

Die Herkunft des Mo,V, As und Cr im Wulfenit der alpinen Blei-Zinklagerstdtten

Zusammenfassung der Ergebnisse Zur Ermittlung der Herkunft der Elemente Mo, V, As, Cu, Cr und Ni, die teils im Wulfenit, teils im Vanadinit und Descloizit auf einigen alpinen Blei-Zinklagerstätten des Wettersteinkalkes enthalten sind, wurden 59 Proben von Mineralien und Nebengesteinen dieser Lagerstätten im Kohlebogen spektrographiert und etwa tausend Einzelbestimmungen durchgeführt. Außer den 6 erwähnten Elementen wurden die meisten Proben auch auf Pb, Zn, Cd, Mn, Fe, Co, Ti, Ba, Sr, Be, Al, Si, Ca und Mg untersucht, entweder zur Prüfung des Reinheitsgrades der Proben oder allgemein genetischer Verhältnisse wegen.Bei 6 verschiedenen alpinen Wulfeniten konnten spektrochemisch folgende Gehalte, die zwischen den angegebenen Werten stark schwanken, festgestellt werden: für V 0,02–0,8%, As 0,1–0,7%, Ca 0,007 bis über 5%, Cu < 0,0005 bis 0,01%. Ferner wurden in den Wulfeniten noch geringe Mengen von Mg, Fe, Mn, A1 und Si festgestellt (Tabelle 1, S. 698). Cr konnte nur in, einer von 6 Proben mit 0,003% bestimmt werden.Die spektrographische Analyse eines Vanadinits von Bleiberg zeigte unter anderem 0,01 % Ni und 0,03 % Cr an, die eines Descloizits von Eisenkappel 0,03 % Ni, 0,05 % Cu und 0,1 % Cr neben geringen Mengen von Na, K u. a. Elementen (S. 698).Nach dem geochemischen Untersuchungsbefund ist der Wulfenit auf den alpinen Blei-Zinklagerstättenkeine hydrothermale Bildung, wie bisher fast allgemein angenommen, sondernein Produkt der Oxydationszone. Auch die beiden auf einigen alpinen Blei-Zinklagerstätten neben Wulfenit vorkommenden Mineralien.Vanadinit undDeseloizit sind durch Vorgänge der Oxydationszone entstanden.     

Metallogenetic epochs and provinces of Bolivia

Part I. An attempt is made to solve the relationships between tectonism, magmatism and the formation of ore deposits using the Bolivian tin-province as an example. In the eastern Cordillera we are not dealing with an orthogeosyncline, but with a fault-block mountain system. Vertical movements of the fault blocks are predominant. An approximately E-W trending, old geotectonic zone of weakness divides the tin district into two parts which differ from each other in their history of development. The northern part has been uplifted against its southern counterpart. In the former, granitic plutons connected with early Variscan block faulting and folding crop out. Synorogenic Au and Sb mineralization and postorogenic W, Sn, Bi, Zn, and Pb ore deposits are connected with these. In the southern part two metallogenic epochs can be differentiated: a highly plutonic phase of Miocene age with generally weaker mineralization and a subvolcanic phase which took place during Pliocene. The Pliocene phase, which also gave rise to rich Ag mineralization, was of a greater intensity than the phases connected with the older metallogenic epochs. The genesis of the tin-silver mineralization is discussed. Within the tin-province three metallogenic epochs are recognized, with approximately the same mineralization within the same space. Part II. The metallogenic provinces of the Altiplano have been investigated with reference to their relationship to sedimentation, tectonism and magmatism, and the genesis of the deposits is discussed. The Altiplano constitutes a stable element situated between two mobile realms located to the east and west. Its subsidence began with the start of the Tertiary. During the entire Tertiary, over 15,000 m of clastic sediments were supplied to the northern portion of the basin from areas of the east and west.Copper was supplied by sulfate-bearing waters through erosion of the late Mesozoic porphyry formations from the west and was fixed as chalcocite in the Red Bed deposits. These are distributed throughout a bedded complex of approximately 9,000 m thickness, which range in age from Paleocene up till the base of the Miocene. A strong uplifted block in the NE of the basin underwent intensive erosion and peneplanation during the late Tertiary, by means of which the copper in the Red Bed-horizons was dissolved out reprecipitated again and enriched in deeper-lying horizons. Hereby, abundant chlorides and sulfates played a dominant role. The copper deposits of the Corocorotype are epigenetic and probably in principle of descendent solution-migration origin. The native copper-bearing mineralization occurs in higher horizons stratigraphically than the chalcocite mineralization. The mineral deposits are older in age than the last strong block-movement which took place during the Pliocene and by means of which they were down-faulted and consequently preserved.The polymetallic province of the Altiplano contains subvolcanic ore deposits, principally with Pb, Zn, Ag, Cu, Cd mineralization and Sb subordinately. They are associated with acid differentiated end products of Upper Tertiary volcanic activity. Transitions to the deposits of the tin-province exist in the north (Laurani and La Joya) and in the south. The polymetallic ore deposits of the Altiplano are of Pliocene age and are probably of approximately the same age as the subvolcanic Sn-W-Bi-Ag-deposits of the tin-province.

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Zusammenfassung Teil I. Es wird versucht, die Beziehungen von Tektonik, Magmatismus und Lagerstättenbildung am Beispiel der bolivianischen Zinnprovinzen zu klären. In der Ostkordillere haben wir es nicht mit einer Orthogeosynklinale, sondern mit einem Bruchfaltengebirge zu tun. Vertikale Blockverschiebungen herrschen vor. Eine etwa E-W streichende alte geotektonische Schwächezone teilt den Zinnbogen in zwei sich entwicklungsgeschichtlich unterscheidende Abschnitte. Der nördliche Abschnitt ist gegen den südlichen herausgehoben. In ihm treten, verbunden mit jungvariszischen Blockverschiebungen und Faltungen, granitische Plutone zutage. Mit diesen sind synorogene Au- und Sb-Vererzungen und postorogene W, Sn, Bi, Zn und Pb-Lagerstätten verbunden. Im südlichen Abschnitt sind zwei Metallepochen zu unterscheiden: Eine hochplutonische Phase im Miozän mit im allgemeinen schwacher Vererzung und eine subvulkanische Phase im Pliozän. Die pliozäne Phase, die auch reichlich Ag lieferte, war von größerer Intensität als die der älteren Metallepochen. Die Genesis der Zinn-Silberformation wird erörtert. Wir haben es innerhalb der Zinn-provinz mit drei Metallepochen mit annähernd gleicher Mineralisation im gleichen Raum zu tun. Teil II. Die Metallprovinzen des Altiplano hinsichtlich ihrer Beziehungen zu Sedimentation, Tektonik und Magmatismus werden untersucht, und die Genesis der Erzlagerstätten erörtert. Der Altiplano ist ein stabiles Element zwischen den mobilen Räumen im O und W. Sein Absinken hat mit Beginn des Tertiärs begonnen. Während des gesamten Tertiärs sind im nördlichen Teil der Senke über 15000 m klastische Sedimente von O und W eingeführt worden.Kupfer ist durch Abtragung der jungmesozoischen Porphyritformation von W her durch sulfathaltige Wässer zugeführt und in Red Bed-Lagerstätten als Kupferglanz fixiert worden. Diese verteilen sich auf einen Schichtkomplex von etwa 9000 m Mächtigkeit, der vom Paläozän bis zur Basis des Miozän reicht. Ein stark herausgehobener Block im NO der Senke erlitt im Jungtertiär eine intensive Abtragung und Einebnung, wodurch das Kupfer der Red Bed-Horizonte gelöst und in tieferen Horizonten wieder ausgefällt und angereichert wurde. Dabei haben reichlich vorhandene Chloride und Sulfate die Hauptrolle gespielt. Die Kupferlagerstätten des Typs Corocoro sind epigenetisch und wahrscheinlich in der Hauptsache deszendenter Entstehung. Die Vererzung mit gediegenem Kupfer liegt in höheren Horizonten als die Kupferglanzvererzung. Die Lagerstätten sind älter als die letzte starke Blockbewegung im Pliozän, durch welche sie tief versenkt und dadurch erhalten worden sind.Die polymetallische Provinz des Altiplano enthält subvulkanische Lagerstätten mit vorwiegend Pb, Zn, Ag und Cu und untergeordnet Cd und Sb. Sie sind an saure Enddifferentiate des jungtertiären Vulkanismus gebunden. Übergänge zu den Lagerstätten der Zinnprovinz bestehen im N (Laurani und La Joya) und im S. Die polymetallischen Lagerstätten des Altiplano haben pliozänes Alter und sind wahrscheinlich etwa gleichaltrig mit den subvulkanischen Sn-W-Bi-Ag-Lagerstätten der Zinnprovinz.

     

Mineralogy of beneficiation problems involving fluorspar concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits

Summary The World's three largest producers of fluorite from carbonatite-related fluorspar ore deposits are located at Okorusu (Namibia), Amba Dongar (India), and Mato Preto (Brazil). Beneficiation problems involving fluorite concentrates from those three deposits share similar characteristics that are directly related to the mineralogy and textures of the ores. The most important of these beneficiation problems involves their phosphorus, silica, and lime contents.Because the fluorite-depositing hydrothermal fluids were partly or largely derived from carbonatite sources, and carbonatites typically are rich in phosphorus, carbonatite-related fluorite deposits would be expected to be characterized by significant amounts of phosphorus mineral in the form of apatite. In the beneficiation products from those ore deposits, apatite occurs as free particles and especially as particles locked with fluorite. The presence of apatite in fluorite concentrates may contribute significant amounts of phosphorus, a deleterious constituent in fluorspar concentrates used in the steelmaking industry.Fluorite concentrates from some carbonatite-related fluorspar deposits are characterized by significant amounts of silica. The silica occurs especially in the form of quartz, potash feldspar, and sericite. Quartz occurs in both free particles and in particles where it is locked with fluorite. Quartz was deposited late in the paragenetic sequence and typically fills small vugs between the fluorite crystals. Potash feldspar formed during early potassic fenitization associated with the magmatic carbonatite emplacement. Potassic feldspar forms intricate intergrowths with fluorite that result in locked feldspar-fluorite particles in the fluorspar concentrates. The potash feldspar is intensely altered to sericite.Fluorite deposits that occur within a carbonatite host, such as those deposits at Amba Dongar and some deposits at Mato Preto, may have the grades of their fluorite concentrate diluted by the presence of calcite. The calcite commonly is present as binary locked calcite-fluorite particles in those fluorspar concentrates.Although the beneficiation problems concerning fluorite concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits may be effectively studied by petrographic and ore microscopic techniques, cathodoluminescence microscopy has been found to be uniquely suited to rapid mineral recognition and the study of those minerals involved in fluorspar beneficiation problems.

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Mineralogische und aufbereitungstechnische Probleme von karbonatitischen Fluoritlagerstätten

Zusammenfassung Die weltgrößten Produzenten von Fluorit aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sind Okoruso (Namibia), Amba Dongar (Indien) und Mato Preto (Brasilien). Die Aufbereitungsprobleme der Fluoritkonzentrate aller drei Lagerstätten sind sehr ähnlich und stehen in direktem Zusammenhang mit der Mineralogie und Textur der Erze. Die wichtigsten Aufbereitungsprobleme sind durch die Phosphor-, Silizium- und Kalkge halte bedingt. Weil die hydrothermalen Fluide teilweise bzw. größtenteils aus phosphorreichen karbonatitischen Quellen stammen, ist zu erwarten, daß karbonatitische Fluoritlagerstätten beträchtliche Mengen an Phosphor in Form von Apatit führen. In den Aufbereitungsprodukten dieser Erze tritt Apatit sowohl in Form freier Partikel als auch verwachsen mit Fluorit auf. Die durch die Präsenz von Apatit verursachten erhöhten Phosphorgehalte sind bei Fluoritkonzentraten, die in der Stahlindustrie eingesetzt werden, störend.Fluoritkonzentrate einiger karbonatitischer Fluoritlagerstätten sind durch beträchtliche Siliziumgehalte charakterisiert, die durch Quarz, Alkalifeldspat und Serizit bedingt sind. Quarz tritt auf in Form freier Partikel, aber auch in engster Verwachsung mit Fluorit. Quarz wurde spät in der paragenetischen Abfolge ausgeschieden und füllttypischerweise kleine Hohlräume zwischen Fluoritkristallen. Alkalifeldspat bildete sich während der frühen potassischen Fenitisierung, die die Platznahme der Karbonatite begleitete. Alkalifeldspat ist engstens mit Fluorit verwachsen, was zu nicht trennbaren Feldspat — Fluoritpartikelen in den Konzentraten führt. Alkalifeldspat ist intensiv zu Serizit alteriert.Einigen Fluoritlagerstätten in karbonatitischen Wirtsgesteinen, wie etwa Amba Dongar und einige Lagerstätten bei Mato Preto, lassen eine Verdünnung des Fluoritkonzentrates durch die Anwesenheit von Calcit erkennen. Calcit kommt in den Konzentraten üblicherweise in Form binär verwachsener Calcit — Fluoritpartikel vor.Obwohl die Aufbereitungsprobleme von Fluoritkonzentraten aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sehr effektiv durch petrographische und erzmikroskopische Methoden studiert werden können, hat sich der Einsatz von Kathodenlumineszenz zur raschen Identifikation und für das Detailstudium der bei der Aufbereitung von Fluorit beteiligten Minerale bestens bewährt.

     

Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes

Zusammenfassung In der vorliegenden 2. Folge dieser Arbeit werden weitere Mineralien der Uranglimmergruppe behandelt: Uranospinit, Meta-Uranospinit, Heinrichit und Meta-Heinrichit. Außerdem wird eine Gesamtübersicht über die untersuchten Glieder dieser Mineralgruppe gegeben.Die vollhydratisierte Phase des Calcium-Uranylarsenats, der Uranospinit, weist einen Wassergehalt von 10 Molekülen auf. Daneben existiert noch eine wesserärmere Phase, der Meta-Uranospinit, dem in reiner Form ein Gehalt von 6 Molekülen zukommt. Der Uranospinit verliert bei niedriger Luftfeuchtigkeit bzw. etwas erhöhter Raumtemperatur einen Teil seines Wassers, eine vollständige Umwandlung in Meta-Uranospinit findet unter solchen Bedingungen jedoch nicht statt. Es entstehen Entwässerungsprodukte, die in den Eigenschaften zwischen Uranospinit und Meta-Uranospinit stehen. Erst beim Erhitzen auf 60° kommt es zu einer vollständigen Umwandlung in Meta-Uranospinit. Die. Phasenumwandlung von Uranospinit in Meta-Uranospinit ist reversibel.Die beiden Hydrationsstufen des Barium-Uranylarsenats Heinrichit und Meta-Heinrichit haben einen Wassergehalt von 10 bzw. 8 Molekülen. Der Heinrichit ist bei Raumtemperatur unbeständig und wandelt sich in Meta-Heinrichit um. Der Phasenwechsel ist nach den Untersuchungen irreversibel. Beim Erhitzen des Meta-Heinrichits entweicht das restliche Wasser stufenweise. Es entstehen Entwässerungsphasen, die sich bei normaler Raumtemperatur und-feuchtigkeit unter Wasseraufnahme rasch wieder in den Meta-Heinrichit zurückverwandeln.Die höheren Hydrationsstufen des Calcium-und Barium-Uranylarsenats sind als strukturgleich zu betrachten, nicht dagegen die wasserärmeren Phasen Meta-Uranospinit und Meta-Heinrichit, die sich auch im Wassergehalt unterscheiden.Im Schlußabschnitt des 1. Teiles wird über die untersuchten Hydrationsstufen und Entwässerungsphasen der Uranglimmer eine tabellarische Übersicht gegeben sowie auf die strukturellen Beziehungen und auf das Entwässerungsverhalten eingegangen. Die strukturellen Beziehungen sind weitgehend abhängig vom Ionenradius des Kations. Dies kommt auch im Wassergehalt der vollhydratisierten Phasen zum Ausdruck. Während bei Uranglimmern mit den kleinen Kationen Cu⁺⁺, Mg⁺⁺, Co⁺⁺ und Fe⁺⁺12 H₂O in der höchsten Hydrationsstufe gebunden sind, enthalten die Glieder mit den größeren Kationen Ca⁺⁺ und Ba⁺⁺ in vollhydratisiertem Zustand nur 10 H₂O.2. FolgeMit 2 Textabbildungen und 1 Tafel     

Die nordschwedischen Eisenerze und verwandte Lagerstätten als Beispiele eruptiver Spaltungsprozesse

Zusammenfassung Seit einem früheren Stadium der geologischen Erforschung der nordschwedischen Eisenerzlagerstätten vom Typus Kiruna — meistens apatitreiche Magnetiterze — war es den damit beschäftigten Forschern klar, daß die Substanz der Erze im magmatischen Stadium von dem Magma der begleitenden Porphyrgesteine abgespaltet wurde. Die Natur und die Ursachen dieses Abspaltens müssen nach dem geologischen Befund beurteilt werden, denn es handelt sich um spätmagmatische Ereignisse in einem experimentell noch nicht erforschbaren Gebiet. Mineralparagenese, Struktur, Kontaktverhältnisse usw. deuten auf Kristallisation aus einem an leichtflüchtigen Gemengteilen reichen Magma (pneumotektische Gebilde). Der spätmagmatische oder restmagmatische Charakter der Erzbildung wird auch durch Übergänge nach Erztypen, die bei niedrigeren Temperaturen gebildet sind, klargelegt. Die Trennung zwischen Erz und Gestein erscheint ebenso scharf wie in den Fällen, in denen erzbildende Lösungen gasförmig abgeschieden worden sind. Die Abscheidung muß auch bei den hier behandelten spätmagmatischen Erzen auf die Wirkung der leichtflüchtigen Gemengteile (Magmagase) zurückgeführt werden. Genetisch verwandt sind sulfidische Erze, deren Anknüpfung an den Kirunatypus aus ihrem Apatit- und Magnetitgehalt hervorgeht, und die sich entweder aus pneumotektischen Magmen oder aus gasförmigen Lösungen kristallisierten. Mehr entfernt von der magmatischen Kristallisation folgen gewisse metasomatische Erze ähnlicher Zusammensetzung. Eigentümlicherweise zeigen aber die kontaktmetasomatischen Eisenerze in Kalkstein eine wesentlich andere Zusammensetzung der aus dem Magma stammenden Gemengteile, obgleich auch ihr Material aus dem Magma in Gasform entwich. Besonders auffallend ist der hohe Kieselsäuregehalt und die Seltenheit des Apatits. Diese Eigenschaften findet man auch in den Lagerstätten von diesem Typus, die in demselben Gebiet wie die Kiruna-Erze auftreten, und die mit den dortigen Tiefengesteinen verbunden sind.     

Alter und Entstehung des Planetensystems

Schluß Die hier gegebene Übersicht ist hauptsächlich aus astronomischen Daten gefolgert. Sie zeigt, daß es augenblicklich die Möglichkeit gibt, die verschiedenen Daten ineinem Bild über das Entstehen des Planetensystems zusammenzufassen. Einem der folgenden Schritte wird es bestimmt sein müssen, dieses Bild mit den Ergebnissen, die Geologen und Mineralogen aus ihren Untersuchungen der Erde gefolgert haben, in Einklang zu bringen. Darauf wird man eine Theorie über das Entstehen der Erde aufsetzen können, die natürlich im Einklang sein muß mit der Theorie über das Entstehen des Planetensystems. Eine kennzeichnende Schwierigkeit aller Theorien über das Entstehen der Erde ist die, daß sie, insofern sie von Geologen und Mineralogen aufgesetzt worden sind, erst etwa dort anfangen, wo die Erde schon ihre heutige Gestalt hatte. Die Astronomen hingegen beenden ihre Theorien dort, wo die Urplaneten sich entwickelt haben und die weitere Kondensation anfängt. Eines der außerordentlich wichtigen Probleme, von dem noch nicht die Rede gewesen ist und das in der astronomischen Literatur bis jetzt auch noch nicht endgültig besprochen wurde, ist die Frage, ob die Erde in der Kontraktionsphase, als sie sich also in einem Stadium zwischen der Urwolke und der schließlich festen Erde befand, auch eine flüssige Phase durchgemacht hat. Dieses Problem, das- wenn auch annähernd — bestimmt gelöst werden kann, ist noch nicht in quantitativer Weise besprochen worden. Ich bin der Meinung, daß eine engere Zusammenarbeit von Astronomen und Geologen in dieser Hinsicht fruchtbar und für die Wissenschaft erfolgreich sein kann.     

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

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

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

     

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.

     

Metallogenic provinces and epochs in southern Central America

The southern part of Central America is characterized by common geological features. The ophiolitic belt running alongside the Pacific is related to the late Mesozoic eugeosynclinal trough. No significant mineralization is known in this rock complex. Copper ore occurrences in the Azuero peninsula are associated with the late Cretaceous diorite pluton. During Tertiary time, radial tectonic deformation and basaltandesite-dacite volcanism took place. Gold-silver quartz veins and Cu-, Pb-, Zn- (Ag)-sulfidic ore formation associated with this magmatic and tectonic activity form the largest metallogenic provinces. Porphyry copper mineralization in northern Panama is confined to the late Tertiary intermediate hypabyssal intrusives. Laterite, and gold placers are the only exogenic deposits. The relative abundance of copper ores in southern Central America indicates a geochemical specialization of magma in copper and the possible continuation of the circum-Pacific copper belt across Central America.

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Zusammenfassung Der südliche Teil von Zentralamerika zeichnet sich durch regionale Merkmale der geologischen Beschaffenheit aus: Die ophiolitische Zone längs der Pazifikküste ist mit der spät-mesozoischen Eugeosynklinale verbunden. Keine bedeutende Mineralisation ist in diesem Komplex bekannt. Die Kupfererzvorkommen auf der Azuero-Halbinsel sind mit spät-kretazischen Dioritintrusionen verbunden. Während des Tertiärs entstanden radialtektonische Störungen und Basalt-Andesit-Dazit Vulkanismus. Die Gold-Silber Quarzgänge und die sulfidische Cu-Pb-Zn-(Ag-) Erzformation, die mit dieser magmatischen und tektonischen Aktivität verbunden ist, bildet die grössten metallogenetischen Provinzen. Die porphyrische Kupfermineralisation in Nord-Panama ist mit den spät-tertiären intermediären hypoabyssischen Intrusionen assoziiert. Laterit und Seifen sind die einzigen exogenen Lagerstätten. Die relative Häufigkeit der Kupferlagerstätten im südlichen Teil Zentralamerikas weisen auf eine mögliche geochemische Spezialisation der Magmen in Kupfer und Fortsetzung der zirkumpazifischen Kupferzone quer durch Zentralamerika hin.

     

Lagerstättenkundliche Untersuchungen zur Entstehung der Pyrit-führenden Blei-Kupfer-Zink-Lagerstätte Accesa (SW-Toskana)

Zusammenfassung Die Vererzung der Lagerstätte Accesa ist durch eine Entwicklung von bleireichen zu zinkreichen Erzen gekennzeichnet, an die sich wiederum Kupfer-Eisen-Erze anschließen. Den Abschluß der Entwicklung bilden Antimon-Wismut-Arsen-Erze. Die Vorphase des Blei-Zink-Stadiums bildet eine randliche Propylitisierung, die des Kupfer-Stadiums eine Eisen-Oxid-Silikat-Mineralisation. In einem Spätstadium werden dann die Erzminerale durch Carbonate und Sulfate verdrängt. Klüfte, Querstörungen und Schichtung des Deckgebirges und der Gangverlauf weisen auf eine Beeinflussung durch einen aufsteigenden Magmenkörper hin, der darüber hinaus die Elementmobilisation und die hydrothermale Vererzung verursacht haben könnte.

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The ore mineralization of Accesa is characterized by a sequence, running from lead-bearing ores to ores rich in zinc. After them copper-iron-ores form. The ore mineralization ends with the formation of antimony, bismuth and arsenic ores. Before the lead-zinc-ores have formed a propylitization situated near the wall to the country rocks has taken place, whereas the copper-mineralizing-stage begins after the formation of iron-oxydes and ironsilicates. During a later stage these ore minerales are replaced by carbonates and sulfates. Joints, transverse faults, bedding of the country rocks and the trend of the vein itself indicate the influence of an ascending igneous body, which furthermore might have caused the mobilisation of the base metals and the hydrothermal ore deposition.

     

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

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

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

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

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

Zur Bildung und Zusammensetzung der brennbaren Gesteine

Zusammenfassung Vorbedingung für die Bildung von Brennsteinlagerstätten ist die Bildung von Hohlformen der Erdoberfläche. Als solche kommen in erster Linie orogene Vortiefen und Zwischensenken, sowie epirogene Senken in Frage. Je nach Schnelligkeit und Vollständigkeit der Abdichtung bleiben u. U. auch leichter zersetzliche Stoffe erhalten; dementsprechend entstehen aus meerischen Gyttjen unter zunächst oxydativen Bedingungen Brennsteine von der Art des Kuckersits, aus meerischen Sapropelen polybituminöse Gesteine und Erdöl. Festländisch bilden sich die Kohlen, zu denen auch Unterwasserablagerungen (Bogheads=Algengyttjen; Cannels = Dy, Sapropel, Gyttja; beide stets mit Dy-Grundmasse) gehören. Porphyrine und Metallgehalte gestatten eine Unterscheidung der Haupttypen der Brenngesteine und eine Zuweisung des Erdöls zu den Sapropelgesteinen.Bei der Kohlenbildung spielt das Lignin die Hauptrolle, die Zellulose wird im Torf und während früher Braunkohlenstadien abgebaut. Bei der Bildung der Kerogengesteine werden die Eiweißstoffe zersetzt, Fette und Kohlehydrate spielen wohl die Hauptrolle. Nur bei der Bildung der Sapropelite einschl. des Erdöls spielen außer Kohlehydraten (und den geringen Mengen von Fetten und Ölen) die Eiweißstoffe eine wesentliche Rolle. Die erstentstehenden Öle sind Alkane. Oberflächeneinflüsse (z. B. Tiefenstandwasser mit Sauerstoffsalzen) bewirken die Naphtenisierung; infolge der damit verbundenen Temperaturerhöhung entstehen die Aromaten, die sich später wieder in Naphtene zurückbilden.Die qualitative Geochemie verbindet die Anreicherung von Elementen und Molekülen in Gesteinen mit den Vorgängen, die im Ablagerungs- und Umbildungsraum herrschen (Fazies, Diagenese usw.). Sie führt zur Kennzeichnung der Ablagerungs- und Umbildungsräume durch typische Elemente oder Moleküle, bzw. durch deren Vergesellschaftung oder Mengenverhältnis.