Das System NaAlSi3O8-BaAl2Si2O8-H2O bei 1 Kbar

The system albite-celsian-water was investigated at isothermal sections of 670, 760, 800, 900, 1000 and 1100° C at 1 Kbar. At temperatures above about 950° C the existence of a solid solution series could be shown. In the condensed part of the 930° C/1 Kbar section the partition of barium between melt and coexisting crystals was measured using an electron probe microanalyzer. The barium content of crystals grown in equilibrium with a melt is always higher than the barium content of the starting composition, so albite-celsian shows an ascending type solid solution series at low total water pressures. In the subsolidus region two types of solvi are existent, which show different ways of phase unmixing. The relatively low barium contents of natural albites are interpreted as being due to geochemical reasons rather than crystalchemical reasons.

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Meinem hochverehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. K. Jasmund, danke ich für sein lebhaftes Interesse während der Durchführung dieser Arbeit und für die kritische Durchsicht des Manuskripts. Mein Dank gilt ferner Herrn Dr. H. A. Seck für die Einarbeitung in die experimentellen Methoden der Hydrothermalsynthese und für kritische Anmerkungen zum Manuskript. Fräulein Dr. M. Corlett danke ich für wertvolle Informationen zur Messung mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde.

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Die Untersuchung wurde mit Hilfe von Personal- und Sachmitteln durchgeführt, die Herrn Professor Dr. K. Jasmund von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt worden waren.     

Mikrosondenuntersuchungen von Saussuriten in Abhängigkeit vom Metamorphosegrad und vom geochemischen Milieu

Zusammenfassung In einem Profil ansteigender Metamorphose werden im Stavanger-Gebiet/SW-Norwegen zwei Gesteinstypen, repräsentiert durch 17 Meta-Arkosen und Quarz-Feldspat-Gneise, sowie 19 metamorphe Tuffe und Tuffite, modellhaft auf ihre Saussuritparagenesen hin analysiert.Mikroskopische und mikroanalytische Untersuchungen zeigen eine weitestgehende Eduktabhängigkeit der Saussuritparagenesen. In calcitarmen granitoiden Edukten bilden sich schon im sehr schwach-metamorphen Stadium folgende mit Ab-reichem Plagioklas koexistierende Saussuritmineralien: 4 An-reicher Plagioklas+K-Feldspat+4 Eisenhydroxid + H₂O 2 Fe(III)Al₂-Epidot+Muskovit+Hämatit+2 Quarz. In calcitführenden Meta-Arkosen gewinnt die Mineralreaktion: An-Plagioklas+K-Feldspat+2 Eisenhydroxid+CO₂Calcit+Muskovit+ Hämatit+Quarz an Bedeutung. Im reduzierenden geochemischen Milieu der Meta-Tuffe und -Tuffite tritt in diesem metamorphen Bereich als charakteristische Neubildung Biotit neben Muskovit auf. Auch in den calcitreichen tuffitischen Proben koexistieren die Saussuritkomponenten Calcit, Muskovit, Hämatit, Quarz und Biotit.Die mikroanalytisch untersuchten Saussuritmineralien Plagioklas und Epidot zeigen anhand von annähernd 800 chemischen Vollanalysen in der Entwicklung ihrer Chemismen während der Metamorphose für beide Sedimente gleiche Trends. Im niedrigtemperierten Bildungsstadium der Saussurite können die An-Gehalte der Feldspäte in Abhängigkeit vom Edukt und aufgrund unterschiedlich intensiver Rekristallisation der Sedimente relativ stark schwanken. Die Epidote sind je nach primärem Fe(III)-Angebot mehr oder weniger eisenreich. In Richtung ansteigender Metamorphose stellen sich in den Epidoten beim Übergang zu oligoklasführenden Paragenesen maximale Fe(III)-Gehalte ein, die in Form eines rhythmischen Zonarbaus die wechselnden -Bedingungen im Verlauf der Metamorphose widerspiegeln. Bereits hier setzt der retrograde Saussuritisierungsprozeß ein: es reagieren Fe(III)Al₂-Epidot, Muskovit, Quarz, Hämatit und Albit/Oligoklas zu anorthitreicherem Plagioklas, Biotit und Wasser. Zusätzlich bildet sich durch die Zersetzung des Al-reichen Epidots Mikroklin.Die Untersuchung zur Wechselbeziehung zwischen dem Eisengehalt des Eduktes und dem der Epidote ergibt, daß die Fe(III)-Einbaurate der Epidote in keiner Weise von den Fe(III)-Konzentrationen der Meta-Sedimente beeinflußt wird, vielmehr können eduktspezifische Intervalle für die Eisenanreicherung der Epidote nachgewiesen werden.

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Electron microprobe investigations of saussurites dependent on metamorphic stage and geochemical environment

In a profile of ascending metamorphism, the saussuritic parageneses of two characteristic rock types, 17 acid meta-arkoses and 19 basic meta-tuffs and meta-tuffites, were investigated by microscopical and microanalytical methods.Microscopic studies reveal that the specific saussurite mineral association is dependent on the petrographic substratum. In very low stage metamorphism, granitic rocks show the following saussurite minerals coexisting with albite-rich plagioclase: 4 An-rich plagioclase+K-feldspar +4 ironhydroxide+H₂O2 Fe (III) Al₂-epidote + muscovite + hematite + 2 quartz. Phyllitic and calciferous meta-arkoses exhibit predominantly the following saussurite reaction: An-plagioclase + K-feldspar + 2 ironhydroxide + CO₂ calcite + muscovite + hematite + quartz. In the reducing environment of the meta-tuffs and meta-tuffites, biotite is formed in addition to muscovite.The changing chemical composition of the saussurite minerals (plagioclase and epidote) at different stages of metamorphism was determined by 800 quantitative electron microprobe analyses. The changes found in both rock types are nearly the same. During low metamorphic stage, the An-content of the plagioclases depends on the substratum and the variable intensity of recrystallization. The Fe-content of the epidotes is dependent on the amount of iron available.The epidotes are enriched in Fe toward the transition to oligoclase-bearing parageneses. These Fe-contents cause rhythmical zoning, representing varying conditions during metamorphism. With increasing metamorphic grade the retrograde process of saussuritization is initiated. The reactants are Fe (III) Al₂-epidote, muscovite, quartz, hematite, and albite/ oligoclase. The decomposition of these minerals leads to An-rich plagioclase, biotite, microcline, and H₂O.

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Herrn Prof. Dr. G. Müller, Clausthal, danke ich für viele anregende Diskussionen sowie für die kritische Durchsicht des Manuskriptes.

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Mein Dank gilt auch Herrn Dr. A. Schneider, Geochemisches Institut der Universität Göttingen, der mir freundlicherweise das Rucklidge-Korrekturprogramm für Silikatanalysen zur Verfügung stellte. Zu danken habe ich auch Herrn Dr. F. Wurm, Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, für sein großzügiges Entgegenkommen und die tatkräftige Unterstützung bei der ergänzenden Probennahme im Gebiet der nordwestlichen Inseln des Boknfjords.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft schulde ich Dank für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

Stabilitätsbedingungen Grossular-führender Paragenesen im System CaO-Al2O3-SiO2-CO2-H2O

Ohne Zusammenfassung

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Stability conditions of grossularite-bearing parageneses in the system CaO-Al₂O₃-SiO₂-CO₂-H₂O

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler danke ich vielmals für sein Interesse an dieser Arbeit, für anregende Diskussionen und die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Auch den Herren Doz. Dr. P. Metz, Dr. K.-H. Nitsch und Doz. Dr. V. Trommsdorff danke ich herzlich für wertvolle Diskussionen und Hinweise. Herrn Dr. E-an Zen danke ich für einen Hinweis zur Phasentheorie und Herrn Prof. Dr. E. Schwarzmann für die Durchführung von IR-Aufnahmen. — Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt mein Dank für die Arheitsmöglichkeiten an den Herrn Prof. Dr. Winkler zur Verfügung gestellten Apparaturen.     

The role of CO2 in the genesis of olivine melilitite

The nature of the near-liquidus phases for a mantle-derived olivine melilitite composition have been determined at high pressure under dry conditions and with various water contents. Olivine and clinopyroxene occur on or near the liquidus and there are no conditions where orthopyroxene crystallizes in equilibrium with the olivine melilitite. We have determined the effect on the liquidus temperature and liquidus phases of substituting CO₂ for H₂O on a mole for mole basis at 30 kb, using olivine melilitite + 20 wt% H₂O at = 0 and = (CO₂)/(H₂+CO₂) (mole fraction) = 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0 (i.e. olivine melilitite + 38 wt% CO₂). Experiments were buffered by the MH or NNO buffers. At 30 kb, CO₂ is only slightly less soluble than water for <0.5 as judged by the slight increase in liquidus temperature on mole-for-mole substitution of CO₂ for H₂O and at 30 kb, 1200° C, = = 0.5 the olivine melilitite contains 8.8 wt% H₂O and 21 wt% CO₂ in solution. For 1 the CO₂ saturated liquidus is depressed 70 ° C below the anhydrous liquidus and the magma dissolves approx. 17% CO₂ at 30kb, 1400 ° C, 1, 0. Infrared spectra of quenched glasses have absorption bands characteristic of CO ₃ ⁼ and OH- molecules and no evidence for HCO ₃ ^- . The effect of CO ₃ ⁼ molecules dissolved in the olivine melilitite at high pressure is to suppress the near-liquidus crystallization of olivine and clinopyroxene and bring orthopyroxene and garnet on to the liquidus. We infer that olivine melilitite magmas may be derived by equilibrium partial melting (<5%) of pyrolite at 30 kb, 1150–1200 ° C, provided that both H₂O and CO₂ are present in the source region in minor amounts. Preferred conditions are 0< <0.5, 0.5< <1, and at low oxygen fugacities (相似文献   

Metastability of an osumilite end member in the system K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O and its possible bearing on the rarity of natural osumilites

A synthetic end member of the osumilite group with a composition KMg₂Al₃[Si₁₀Al₂-O₃₀]·xH₂O was obtained as a single phase through short-time hydrothermal treatment of a glass of the appropriate composition at 1 kb and 650–700° C. Its optical and x-ray properties are close to those of natural osumilites. At temperatures outside the range 650 to 700°C, and at higher pressures osumilite could not be synthesized as a single phase, even in short runs. With experiment durations of 3 months and more the synthesized osumilite breaks down under the PT conditions of its formation, indicating that it is metastable under these conditions. The stable breakdown products, in the order of increasing temperatures, are: muscovite+amesitic chlorite+quartz; eastonitic phlogopite+cordierite+muscovite+quartz; and cordierite+K-feldspar+quartz. Natural osumilite of Sakkabira, Japan, treated under similar conditions also broke down. These results suggest that the rare mineral osumilite may represent a metastable phase due to rapid and non-equilibrium crystallization common in sanidinite-facies environments. Natural myrmekite-like intergrowths of cordierite with quartz and K-feldspar occurring in metamorphic rocks may be the result of the breakdown of pre-existing osumilite phases in these rocks.

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Zusammenfassung Ein synthetisches Endglied der Osumilitgruppe mit der Formel KMg₂Al₃[Si₁₀Al₂-O₃₀]·xH₂O wurde durch kurzzeitige Hydrothermalversuche bei 650–700° C, 1 kb aus einem Glas der entsprechenden Zusammensetzung mit voller Ausbeute dargestellt. Seine optischen und röntgenographischen Eigenschaften sind denen natürlicher Osumilite nahe verwandt. Bei niedrigeren und höheren Temperaturen und Wasserdrucken entstanden zusätzlich noch andere Phasen, und zwar um so mehr, je länger die Versuchszeiten gewählt wurden. In sehr langen Versuchen von 3 Monaten und darüber wird der synthetische Osumilit wieder abgebaut, selbst unter den PT-Bedingungen seiner Bildung. Dies bedeutet, daß die Phase unter solchen Bedingungen ein metastabiles Kristallisationsprodukt ist. Die stabilen Abbauprodukte sind, in der Reihenfolge zunehmender Temperatur: Muscovit+amesitischer Chlorit+Quarz; eastonitischer Phlogopit+Cordierit+ Muscovit+ Quarz und Cordierit+Kalifeldspat+Quarz. Ein natürlicher Osumilit von Sakkabira, Japan, wurde unter ähnlichen Bedingungen ebenfalls abgebaut. Diese Versuchsergebnisse sprechen dafür, daß das seltene Mineral Osumilit vielleicht eine metastabile Phase ist, die sich bevorzugt in Bereichen der Sanidinitfacies bildet wegen der dort im allgemeinen raschen, nicht zum Gleichgewicht führenden Kristallisation. Natürliche, myrmekitartige Verwachsungen von Cordierit, Kalifeldspat und Quarz aus metamorphen Gesteinen können möglicherweise durch den Abbau von früher in diesen Gesteinen vorhandenen Osumilitphasen gedeutet werden.

     

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

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

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

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

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

Synthesis and stability of bastnaesites in a part of the system (Ce,La)-F-H-C-O

Summary Bastnaesites of Ce and La and their OH-analogs were synthesized and their stability relations were determined atPf = 1 kbar andT = 400 to 900°C in a part of the system (Ce,La)-F-H-C-0. The initial fluid compositions were such that and HF/(HF + H₂O) ratios were 0 to 0.172. XRD and IR studies indicate that bastnaesites equilibrated in initial fluids low in HF are all F-enriched. The hydroxylbastnaesite-(La) is stable up to 810°C and the fluorbastnaesite-(La) is stable up to 860°C. Their condensed breakdown products are La₂O₂CO₃ and LaOF, respectively. The stability of Ce bastnaesites is slightly dependent. The hydroxylbastnaesite-(Ce) is stable up to 660°C at the defined by the IQF buffer and up to 640°C by the MH buffer. The fluorbastnaesite-(Ce) is stable up to 800°C at the defined by the IQF and up to 760°C by the MH buffer. The condensed breakdown product for the hydroxyl end-member is simply CeO₂ but for the fluorine one is a combination of CeO₂, CeF₃, and CeOF. Factors, such as OH vs F, , and bulk composition, that affect the stability of individual species are discussed. Petrogenic implications resulting from the present study include that bastnaesites can be stable from hydrothermal to magmatic conditions, that F-enriched species can form in an environment relatively low in F content, and that OH-species are rare and occur only in low-temperature environments essentially devoid of F.

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Synthese und Stabilität von Bastndsil in einem Teil des Systems (Ce,La)-F-H-C-O

Zusammenfassung Ce- und La-Bastnäsite, sowie deren OH-Analoga wurden synthetisiert und ihre Stabilitätsbeziehunger beiP _f = 1 kbar undT = 400 bis 900°C wurden im System (Ce,La)F-H-C-O bestimmt. Die anfänglichen Flüssigkeitszusammensetzungen waren so, daß und die HF/(HF + H₂O)-Verhältnisse 0–0.172 waren. Röntgenpulver- und Ultrarot-Untersuchungen zeigten, daß Bastnäsite, die mit anfänglich HF-armen Flüssigkeiten equilibriert wurden, alle an F angereichert sind. Hydroxilbastndsit-(La) ist bis 810°C und Fluorbastnäsit-(La) bis 860°C stabil. Ihre festen Zersetzungsprodukte sind La₂O₂O₃, bzw. LaOF. Die Stabilität der Ce-Bastnäsite hängt etwas von ab. Hydroxilbastnäsit-(Ce) ist bei des Eisen-Quarz-Fayalit-Puffers bis 660°C stabil und mit Magnetit-Hämatit-Puffer bis 640°C. Das feste Zerfallsprodukt ist für das Hydroxil-Glied nur CeO₂, für das Fluor-Glied eine Mischung aus CeO₂, CeF₃ und CeOF. Faktoren, welche die Stabilität der einzelnen Spezies beeinflussen, werden diskutiert, wie das Verhältnis OH zu F, und die Gesamtzusammensetzung. Petrogenetische Folgerungen aus der vorliegenden Studie schließen ein, daß Bastnäsite von hydrothermalen bis zu magmatischen Bedingungen stabil sein können, daß sich an F angereicherte Glieder in relativ F-armer Umgebung bilden können, und daß OH-Glieder selten sind und nur unter Bildungsbedingungen niedriger Temperatur und weitgehender Abwesenheit von F auftreten.

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With 8 Figures     

Metamorphoseentwicklung in der südlichen Bunten Serie am Beispiel einiger Gneise,Moldanubikum, Niederösterreich

Zusammefassung Gneise aus dem südhchen Teil der Bunten Serie wurden im Hinblick auf ihre Metamorphoseentwicklung untersucht. Sie gehören allgemein dem FaziestypBi+Sil+Kfs+Gr an. Die Granate weisen alle für diesen Faziestyp charakteristischen Merkmale auf: weitgehende Homogenisierung durch Diffusion und Abkühlungserscheinungen am äußeren Rand. Ca- und Mn-reiche, reliktische Kerne mancher Granate weisen auf ein älteres Ereignis hin. Paragenetische Beziehungen und T- und P-Berechnungen ergeben folgende Bedingungen für die Hauptmetamorphose: 720–770°C bei 7–9 kbar und P_tot.Dieses metamorphe Ereignis dürfte sich mit der granulitfaziellen Metamorphose in der Gföhler Einheit korrelieren lassen. Somit wird der Wert der lithologischen Kriterien, die zur Ausscheidung der Bunten Serie und der Gföhler Einheit verwendet wurden, in Frage gestellt. Die vorliegenden Ergebnisse und Literaturdaten weisen auf eine jüngere, retrograde Wiederaufwärmung der Gesteine hin.

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Gneisses from the Moldanubikum, Lower Austria, and the Metamorphic Evolution of the Southern Bunte Serie

Summary A number of gneisses from the southern part of the Bunte Serie have been studied in order to determine the metamorphic evolution of this series. They all belong to the paragenetic facies typeBi+Sil+Kfs+Gr. Especially the garnets of these rocks exhibit all typical features of garnets from high temperature facies types: diffusional homogenization throughout the garnet and cooling patterns at the outer rim. Ca and Mn richer, relic cores in some garnets indicate an early metamorphism. Paragenetic and textural relations as well as temperature and pressure calculations suggest, the following conditions of the main metamorphism: 720–770°C at 7–9 kbar and P_tot.This metamorphism probably correlates with the granulite facies metamorphism in the Gföhler unit. Therefore lithologic criteria may not suffice to distinguish between the Bunte Serie and the Gföhler. The data presented suggest a retrogressive, younger metamorphism of the rocks.

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Mit 4 Abbildungen     

Experimentelle Magnesitbildung aus Dolomit+MgCl2

Zusammenfassung Es wurde die Arbeitshypothese entwickelt, daß die Mg-Metasomatose, die zur Bildung von Spatmagnesitlagerstätten führte, in chloridischer Lösung erfolgte. Deshalb wurde die Reaktion CaMg(CO₃)₂ (Dolomit)+MgCl₂ (gelöst) MgCO₃ (Magnesit)+CaCl₂ (gelöst) experimentell untersucht. Dieses Reaktionsgleichgewicht ist trivariant; die Gleichgewichtstemperatur wird bestimmt durch den Druck der fluiden Phase, durch die Gesamtkonzentration an gelöstem Salz und durch das Ca-Mg-Verhältnis der Lösung.Die Versuche haben ergeben, daß (im untersuchten Temperaturbereich von 200–400° C, P _f=2000 Bar) bei einem bestimmten Angebot an MgCl₂ bei höheren Temperaturen mehr Magnesit aus Dolomit gebildet wird als bei niedrigen. Um z.B. bei 200° C aus einer vorgegebenen Dolomitmenge quantitativ Magnesit zu bilden, wird das 2 1/2fache der Menge an MgCl₂ benötigt, die bei 400° C für quantitative Magnesitbildung erforderlich ist. Hohe Temperaturen begünstigen also die Magnesitbildung. — Die durchgeführten Experimente vermögen nicht nur die Magnesitbildung aus Dolomit, sondern auch die Redolomitisierung von Magnesit gut zu erklären.

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A working hypothesis, that MgCl₂ solution brings about the magnesium metasomatism giving rise to the coarse grained magnesite deposits (Spatmagnesitlagerstätten), was set up. The reaction CaMg(CO₃)₂ (Dolomite)+MgCl₂ (dissolved) MgCO₃ (Magnesite)+CaCl₂ (dissolved), bearing on this process, was experimentally investigated. This reaction represents a case of trivariant equilibrium; the equilibrium temperature being determined by the following parameters: the fluid pressure, the total concentration of the dissolved salts and the Ca Mg ratio in the solution.It was found that within the limits of the experimental conditions (P _f=2000 bars, Temp.: 200–400° C), more magnesite is formed out of dolomite at higher temperature if the amount of MgCl₂ is kept constant. For instance, for a total transformation of dolomite to magnesite at 200° C 2 1/2 times the amount of MgC1₂ is required as compared to the amount needed for the same reaction at 400° C. In other words, higher temperatures favour the formation of magnesite. The investigations carried out do not only explain the origin of magnesite from dolomite but also the reversed process of redolomitisation of magnesite.

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler danke ich herzlich für sein Interesse an dieser Arbeit und für wertvolle Kritik. Die benutzten Apparaturen wurden Herrn Prof. Winkler von der Deutsehen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Für die Arbeitsmöglichkeit an diesen Apparaturen sei ebenfalls gedankt.     

Untersuchungen mit der Elektronenstrahlmikrosonde an natürlichen Skutteruditen

Quantitative electronprobe microanalyses of natural skutterudites from various localities have shown that the formula (Co, Fe, Ni), (As, S)₃ is valid for this mineral.The area of solid solution in the ternary diagram of the natural Co-Fe-Ni-skutterudites is nearly congruent with the area determined for synthetic skutterudites by Roseboom (1962). However, the range of solid solution may be enlarged in the diagram to the Ni-corner.Furthermore, the metal/arsenic ratio was found to conform to 13.00. Arsenic can be replaced by sulfur up to 4.5 weight-%. In addition, published analysis of skutterudites are discussed.

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Teil einer von der Fakultät für Bergbau und Hüttenwesen der TH Aachen angenommenen Dissertationsschrift.

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Danksagung. Der Verf. möchte Frau Prof. D. Schachner herzlich danken für die Förderung dieser Arbeit, die im Rahmen einer Dissertation entstand, ferner für die Erlaubnis, Sammlungsmaterial des Institutes zu benutzen. Herrn Priv.-Doz. Dr. G. Springer gilt mein Dank für die Einführung in die Mikrosondentechnik. Herrn Priv.-Doz. Dr. D. D. Klemm am Institut für allgemeine und angewandte Geologie und Mineralogie der Universität München bin ich für die freundliche Überlassung einiger Anschliffe dankbar. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich zu Dank verpflichtet für die Erlaubnis, die von ihr zur Verfügung gestellte Elektronenstrahl-Mikrosonde benutzen zu dürfen.     

The Machangqing copper-molybdenum deposits, Yunnan, China — an example of Himalayan porphyry-hosted Cu-Mo mineralization

Summary The Machangqing copper-molybdenum deposits occur in the Shanjian fold belt, Yunnan Province, China. Two types of ores are distinguished: (1) Cu-Mo quartz veinlets in magnetite-series granite porphyry; and (2) Cu-Mo skarns occurring at the contact between the Ordovician sedimentary sequence and the granite porphyry. With decreasing temperature and of hydrothermal fluids initially in equilibrium with K-feldspar, the following alteration patterns developed within the porphyry, from the center outwards: silicification, K-silicate, phyllic and argillic alteration. The paragenetic sequence of alteration minerals observed in the Cu-Mo skarns resulted from decreasing temperature and/or increasing of the hydrothermal fluids initially in equilibrium with grandite garnet. Fluid inclusions in quartz suggest boiling during the mineralization. The mineralization temperatures based on filling temperatures and salinities of quartz are in the following ranges: about 265° to 400 °C and 5.0 to 14.6 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo veinlets; and 200° to 500 °C and 10.2 to 42.0 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo skarns. As is evident from log fo₂-pH diagrams, ores of the early stage of mineralization in the Cu-Mo skarns, characterized by the assemblage magnetite + pyrite + rare pyrrhotite + K-feldspar + quartz, were deposited from highly alkaline and high temperature fluids. With decreasing temperature and fo₂, the pH of the ore fluids was shifted towards slightly alkaline to neutral, with the resultant formation of the main stage ores, characterized by the assemblage chalcopyrite + pyrite + molybdenite + sphalerite + K-feldspar +sericite (muscovite) + epidote + uartz. Very minor amounts of ore minerals, including matildite, bismuthinite and electrum, are associated with a late stage of ore formation.In the case of the Cu-Mo veinlets, it can be stated roughly that both fs₂ and fo₂ conditions were in the stability field of pyrite, with pH of the ore fluids buffered by the assemblage sericite + K-feldspar +quartz ± calcite. K-Ar age determinations were made on the granite porphyry, biotite phenocrysts and hydrothermal biotite in the Cu-Mo skarns, giving ages of 42.5 to 34.6 Ma, 52.3 Ma, and 39.2 to 26.4 Ma, respectively.It is concluded that the Cu-Mo mineralization at Machangqing shows a close spatial and temporal association with the Himalayan felsic magmatism of the magnetite-series type.

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Die Machangqing Kupfer-Molybdän-Lagerstätten, Yunnan, China — Ein Beispiel für prophyrische Cu-Mo Vererzung im Himalaya

Zusammenfassung Die Kupfer-Molybdän-Lagerstätten von Machangqing treten im Shanjian Faltengürtel in der Provinz Yunnan, China, auf. Zwei Erztypen sind unterscheidbar: (1) Cu-Mo Quarzgängchen in einem porphyrischen Granit der Magnetit-Serie; (2) Cu-Mo-Skarne am Kontakt zwischen der ordovizischen Sedimentabfolge und dem porphyrischen Granit. Mit Abnahme der Temperatur und des Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Alkalifeldspat im Gleichgewicht waren, entwickelten sich in diesem Porphyrstock vom Zentrum randwärts folgende Alterationszonen: Silizifizierung, K-silikatische, phyllische und argillische Alteration. Die paragenetische Abfolge der Alterationsminerale, die in den Cu-Mo Skamen zu beobachten sind, sind das Resultat abnehmender Temperatur und/oder einer Zunahme des -Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Grandit-Granat im Gleichgewicht waren. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz weisen auf Siedeprozesse während der Mineralisation hin. Die aus den Einschlußtemperaturen und Salinitäten in Quarz bestimmten Mineralisationstemperaturen liegen für die Cu-Mo-Gängchen zwischen 265–400 °C und zwischen 5–14.6 Gew.% NaCI Äquiv. und zwischen 200–500 °C und 10.2–42 Gew.% NaCI Äquiv. für die Cu-Mo Skarne. Wie aus log fo₂-pH Diagrammen hervorgeht, ist die im Frühstadium der Cu-Mo Skamvererzung entstandene Vergesellschaftung von Magnetit +Pyrit+selten Magnetkies + Alkalifeldspat + Quarz durch Ausfällung aus sehr alkalischen und hochtemperierten Fluiden entstanden. Mit Temperatur- und fo₂-Abnahme wurde der pH der Lösungen leicht alkalisch bis neutral. Dies resultierte in der Bildung der Erze des Hauptstadiums, das durch Chalcopyrit + Pyrit + Molybdänit + Sphalerit + Alkalifeldspat + Serizit (Muscovit) + Epidot + Quarz charakterisiert ist. Sehr geringe Mengen an Erzmineralen inklusive Matildit, Bismuthinit und Elektrum sind dem Spätstadium der Vererzung zuzuordnen. Für die Cu-Mo-Gängchen läßt sich etwas verallgemeinernd feststellen, daß fo₂ und fs₂ im Stabilitätsbereich von Pyrit lagen, wobei der pH der Erzfluide durch die Paragenese Serizit+Alkalifeldspat+Quarz+Calcit gepuffert wurde. K-Ar Altersbestimmungen wurden am porphyrischen Granit, an Biotit-Phänokristallen und an hydrothermal gebildetem Biotit der Cu-Mo Skarne durchgeführt. Sie ergaben Alter von 42.5–34.6, 52.3 bzw. 39.2-26.4 Ma.Die Cu-Mo Vererzung von Machangqing zeigt eine räumliche und zeitliche Assoziation mit dem sauren Magmatismus der Magnetit-Serie im Himalaya.

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With 12 Figures     

Die Kristallstruktur des KZnCl3 · 2H2O

Zusammenfassung KZnCl₃ · 2H₂O kristallisiert in der Raumgruppe P 2₁/a-C _2h ⁵ mit a =12,03 Å ; b =10,09 Å c =6,26 Å, =107,5° und Z =4. Die Kristallstruktur wurde aus Patterson-Schnitten bestimmt. Die Zink werden von drei Chlor und einem Wassermolekül tetraedrisch umgeben; die Kalium von sieben Chlor und einem Wassermolekül.Die Parameter wurden nach der Methode der kleinsten Quadrate verfeinert.

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KZnCl₃ · 2H₂O crystallizes with unit cell dimensions a=12,03 Å; b=10,09 Å; c=6,26 Å, =107,5°. The space group is P2₁/a-C _2h ⁵ with Z=4.The structure has been determined by Patterson methods. Zinc is tetrahedrally surrounded by three chlorine and one H₂O, potassium is surrounded by seven chlorine and one H₂O. The structure has been refined three-dimensionally by the method of least-squares.

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Herrn Prof. Dr.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Hydrothermal studies on fluorine metamorphic reactions in siliceous dolomite

Metamorphic fluorine reactions in silica deficient dolomite have been investigated between 300 and 560° C in the pressure range from 700 to 2000 bars.The equilibrium temperature for the reaction: 1 talc + 7 dolomite + 2 fluorite 2 chondrodite + 9 calcite + 5 CO₂ + 1 H₂O was experimentally determined as a function of the CO₂-content of the CO₂-H₂O gas phase for the total pressure of 2000 bars. The results are given as an isobaric equilibrium curve in the -diagram of Fig. 2. The equilibrium data were checked and confirmed by reversed reactions.Under the specified pressure conditions the equilibrium temperatures for the above reaction changes from 380° C for very low -values to approximately 500° C for -values around 0.5, and then remains slightly above 500° C in the -interval between 0.5 and 1.0. The temperature conditions for the formation of chrondrodite from tremolite, dolomite, and fluorite are similar to those for the reaction including talc.     

The crystal structure of sonoraite,Fe3+Te4+O3(OH)·H2O

Summary Sonoraite, FeTeO₃(OH)·H₂O, is monoclinic,P 2₁/c, witha=10.984(2),b=10.268(2),c=7.917(2) Å, =108.49(2)°. For 8 formula units per cell the calculated density is 4.179(2) g/cm³; the observed value is 3.95(1) g/cm³. The Supper-Pace automated diffractometer was used to collect 1884 independent reflections which were corrected for absorption. The structure was determined by an automated symbolic addition procedure. It was refined to a residualR of 6.2% using anisotropic temperature factors for the cations and isotropic temperature factors for the oxygen atoms. Chains of octahedra about Fe extend along [101]; edge-sharing pairs of these octahedra are joined by corner sharing. The Fe–Fe distances across the shared edges are 3.05 and 3.20 Å, short enough to suggest magnetic interactions. All but one H₂O are involved in the chains. The Te⁴⁺ ions have a pseudotetrahedral coordination, with three oxygen ions forming one face of the tetrahedron and the lone electron pair of Te occupying the fourth corner. The O–Te–O average bond angle is 95°. The Fe chains are tied together by Te–O bonds in all three dimensions.

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Die Kristallstruktur von Sonorait, Fe³⁺Te⁴⁺O₃(OH).H₂O

Zusammenfassung Sonorait, FeTeO₃(OH)·H₂O, ist monoklin, P 2₁/c, mit den folgenden Zelldimensionen:a=10,984(2),b=10,268(2),c=7,917(2) Å, =108,49(2)°. Mit 8 Formel-Einheiten errechnet man eine Dichte von 4,179(2) g/cm³; die gemessene Dichte beträgt 3,95(1) g/cm³. Das Supper-Pace automatische Diffraktometer wurde zur Sammlung von 1884 unabhängigen Reflexen benutzt, welche für Absorption korrigiert wurden. Die Struktur wurde mit Hilfe eines vollständig automatischen Programms für symbolische Addition bestimmt. Mit anisotropen Temperaturfaktoren für die Kationen und mit isotropen Temperaturfaktoren für die Sauerstoff-Atome wurde ein Residuum von 6,2% erreicht. Ketten von Eisen-Oktaedern erstrecken sich entlang [101]; Oktaeder-Paare mit gemeinsamen Kanten sind über Eckenverknüpfung verbunden. Die Fe–Fe-Abstände über die gemeinsamen Kanten betragen 3,05 und 3,20 Å, kurz genug, um zu magnetischer Wechselwirkung führen zu können. Nur ein H₂O-Molekül ist nicht Teil einer Kette. Die Te⁴⁺-Ionen befinden sich in pseudotetraedrischer Koordination; drei Sauerstoff-Ionen bilden eine Fläche des Tetraeders, die vierte Ecke wird durch das einsame Elektronenpaar von Te besetzt. Der Mittelwert des O–Te–O-Bindungswinkels beträgt 95° Die Fe-Ketten werden durch Te–O-Bindungen dreidimensional verbunden.

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With 3 Figures     

Experimentelle Bildung von Alunit-Jarosit durch die Einwirkung von Schwefelsäure auf Mineralien und Gesteine

Zusammenfassung Die Alunitisierung von natürlichem Leucit, Nephelin, Sodalith, Kalifeldspat, Oligoklas, Sericit sowie Basaltglas, Trachyandesit, Nephelinbasanit und Nephelinit wurde experimentell im Temperaturbereich zwischen 90° C und 180° C bei verschiedenen H₂SO⁴-Konzentrationen untersucht. Je nach Ausgangssubstanz wurden Alunit, Natroalunit, Jarosit oder Mischkristalle zwischen diesen Endgliedern der Alunitreihe gebildet. Das bei diesen Reaktionen freiwerdende SiO₂ bildet ein röntgenamorphes Gel, alle anderen nicht in den Alunitmineralien gebundenen Komponenten gehen in Sulfate über.Die Alunitisierung erfolgt nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich, dessen unterste Grenze unabhängig von der Temperatur ist und für alle Ausgangssubstanzen bei einer Normalität der zugegebenen H₂SO₄-Lösung 0,1–0,2 liegt. Die obere Grenzkonzentration ist temperaturabhängig und liegt für die Alunitbildung bei einer Normalität 0,7 bei 90° C und 1,3 bei 180° C, für die Natroalunitbildung bei etwas (ca. 0,2) tieferen Werten. Oberhalb dieses Konzentrationsbereiches reagieren die Mineralien und Gesteine zu einer röntgenamorphen gelartigen Masse, unterhalb des Bereiches bleibt die Ausgangssubstanz unverändert.In den Versuchen mit Gesteinen als Ausgangssubstanz wird bei tieferen Temperaturen bevorzugt Jarosit und bei höheren Temperaturen bevorzugt Alunit gebildet. Im mittleren Temperaturbereich tritt Jarosit bei höheren und Alunit bei tieferen Säurekonzentrationen auf.Im Temperaturbereich von 90° C bis 180° C findet innerhalb von einigen Wochen bei den meisten Ausgangssubstanzen ein vollständiger Reaktionsumsatz statt. Dennoch ist die Reaktionsgeschwindigkeit bei gleichem Körnungsgrad unterschiedlich: Am schnellsten reagiert der Sodalith, während die Feldspäte besonders reaktionsträge sind. Für die untersuchten Mineralien gilt folgende Reihenfolge: Sodalith — Leucit — Nephelin — Sericit — Oligoklas — Kalifeldspat.Vergleiche der experimentellen Ergebnisse mit der natürlichen Alunitisierung ergaben gute Übereinstimmung.

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The formation of alunite from natural leucite, nepheline, sodalite, potassium-feldspar, oligoclase and sericite as well as from basaltic-glass, trachyandesite, nephelinebasanite and nephelinite was experimentally investigated at different H₂SO₄-concentrations in the temperature range from 90° to 180° C. Depending on the starting material, alunite, natroalunite, jarosite or mixed crystals of the alunite solid solution series were formed. The SiO₂ set free in these reactions, forms a gel amorphous to X-rays, while all other components which do not enter into the alunite minerals, yield sulfates.The formation of alunite occurs only within a distinct range of H₂SO₄-concentrations, the lower limit being independent of the temperature and of the starting material; this limit corresponds to a normality of the H₂SO₄-solution of 0,1–0,2. The upper limit of the H₂SO₄-concentration is depending on the temperature; at 90° C this limiting concentration lies at 0,7, at 180° C it is 1,3; for the formation of natroalunite, the upper limit lies at somewhat lower concentrations (0,2). If the concentration of H₂SO₄ exceeds the upper limit, the minerals and rocks react to X-ray amorphous, gel-like products, at concentrations below the lower limit, the starting material remains unchanged. In the experiments with rocks as starting material, jarosite is generally formed at lower temperatures, at higher temperatures alunite is predomin ant. At intermediate temperatures higher acid concentrations yield jarosite and lower concentrations alunite. In the temperature range of 90° to 180° C, the reactions of most starting materials are completed in a few weeks. Nevertheless, the reaction rate at equal grain size is dependent on the starting material: sodalite showed the highest reaction rate, while sluggish reactions were observed for the feldspars. The rate of reaction decreases from sodalite, leucite, nepheline, sericite, oligoelase to potassium feldspar. The experimental data agree closely to results obtained for the natural formation of alunite.

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Herrn Professor Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie dafür, daß die Experimente am Institut für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz durchgeführt werden konnten. Herrn Professor Dr. C. W. Coerens danke ich für wertvolle Diskussionen sowie für die Möglichkeit, die experimentelle Technik kennenzulernen. Mein Dank gilt ferner Techn. Oberkontroll. J. Macher für technische Hilfen bei der Ausführung der Experimente.     

Stabilitätsbeziehungen von Prehnit- und Pumpellyit-haltigen Paragenesen

This investigation was undertaken to find the typical conditions for the formation of low-grade metamorphic rocks in which prehnite and/or pumpellyite (± actinolite, chlorite, epidote, and quartz) occur as characteristic minerals. In the p, t diagram the slope of the equilibrium curve prehnite + chlorite + H₂O=pumpellyite + actinolite + quartz is negative; the slope of the equilibrium curve pumpellyite + chlorite + quartz=epidote + actinolite + H₂O is positive. The point of intersection of the two equilibrium curves is an invariant point. The relative positions of the six equilibrium curves surrounding the invariant point were found by applying Schreinemakers's analysis.Experimental results show that the paragenesis prehnite-pumpellyite-chlorite-quartz is stable at 2 kb up to 345±20 °C, and at 7 Kb up to 260±20 °C. The paragenesis actinolitechlorite-pumpellyite-quartz occurs only at pressures greater than 2.5±1 kb. It is stable at 7 kb in the strongly pressure-dependent temperature range 260±20 °C to 370±20 °C. The paragenesis actinolite-chlorite-epidote-quartz, typical of the greenschist facies, may occur at pressures of 2–3 kb at temperatures of at least 350±20 °C. This temperature limit is only slightly changed with increasing pressure.

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler möchte ich an dieser Stelle für die kritische Durchsicht des Manuskriptes sowie manche wertvolle Diskussion danken. Ebenso gilt mein Dank Herrn Dr. B. Storre und Herrn Doz. Dr. P. Metz für anregende Diskussionen. Herr Dr. P. Süße besorgte die Übersetzung des Abstracts.

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Außerdem sei den Angestellten der Mineralogischen Anstalten und des Mineralogisch-Petrologischen Instituts gedankt, die zu dieser Arbeit einen Beitrag geleistet haben. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderte durch apparative Unterstützung wesentlich den experimentellen Teil der vorliegenden Publikation.     

Die Kristallstruktur des Ferrinatrits,Na3Fe[SO4]3 · 3H2O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Ferrinatrits, Na₃Fe[SO₄]₃·3H₂O, Raumgruppe ,a _o=15,560 Å,c _o=8,666 Å,Z=6, wurde mittels der mit einem Zweikreis-Diffrak tometer gemessenen Röntgen-Intensitäten bestimmt und für 1591 symmetrieunabhängigeF _obs aufR=0,047 verfeinert. In Ferrinatrit sind FeO₆-Oktaeder und Sulfattetraeder über gemeinsame Ecken zu Ketten verknüpft. Diese Ketten verlaufen parallelz und sind untereinander über Natriumionen und Wassermoleküle verbunden. Die Mittelwerte der wichtigsten Bindun gslängen betrgen: Fe–O=1,997 Å, S–O=1,474 Å, Na–(4×O+2×Ow)=2,49 Å.

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The crystal structure of ferrinatrite, Na₃Fe[SO₄]₃ · 3H₂O

Summary The crystal structure of ferrinatrite, Na₃Fe[SO₄]₃·3H₂O, space group ,a ₀=15.560 Å,c ₀=8.666 Å,Z=6, was determined from X-ray intensities measured on a 2-circle diffractometer and was refined using 1591 independentF _obs toR=0.047. FeO₆ Octahedra and sulfate tetrahedra share common corners to from infinite chains which run parallel toz and are linked by sodium ions and water molecules. Important average bond lengths are: Fe–O=1.997 Å, S–O=1.474Å, Na-(4×0+2×Ow)=2.49 Å.

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Mit 2 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Petrogenesis and geochemical composition of biotites in rare-element granitic pegmatites in the southwestern Grenville Province,Canada

Summary Field, mineralogical, and chemical determinations of biotite from late-tectonic rare-element (U, Th, Mo, Nb, REE) Grenville pegmatites are used to characterize and evaluate their petrogenesis in part of the southwestern Grenville Province. These pegmatites occur within middle to upper amphibolite facies rocks along and adjacent to shear zones and have hybridized margins because of interaction with their host rocks. Endo- and exomorphic biotite forms by the mechanical incorporation or hydrothermal replacement of pre-existing biotite, hornblende, Ca pyroxene and/or feldspar; accompanied by chemical re-equilibration, an increase in grain size, and inherit some of the chemical characteristics of the pegmatite. In general, the Fe/(Fe + Mg) ratio ranges between 0.22 and 0.86. The most highly fractionated biotites have high Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb, and Zn and low Ba. The chemical compositions of biotite from unzoned, partially-zoned, and zoned pegmatites indicate a trend of increasing chemical fractionation based on LIL enrichment.Overlap in calculated log (3.2 to 4.7) and log (1.3 to 2.8) for biotite (@ 600°C) among the different pegmatites is extensive. Commonly, magnetite and microcline coexist with biotites having an Fe/(Fe + Mg) between 0.54 to 0.65. Volatile enrichment and vapor-phase saturation are probably responsible for the development of zonation in the pegmatites. The diffusive loss of H₂ at or near H₂O vapor saturation at high H₂O/Fe²⁺ may be responsible for the oxidized nature of some pegmatites.Rare-element enrichment due to pegmatite fractionation combined with partitioning of rare-elements from the pegmatite melt into the volatile phase and subsequent interaction with the host rocks is key to the formation of these rare-element mineral deposits.

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Petrogenese und geochemische Zusammensetzung von Biotiten in seltenen Element-führenden granitischen Pegmatiten der südwestlichen Grenville Provinz, Kanada

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Geländearbeiten, sowie von mineralogischen und geochemischen Untersuchungen an Biotit aus spättektonischen seltenen Element-Pegmatiten (U, Th, Mo, Nb, REE) von Grenville-Alter bilden die Basis einer Diskussion ihrer Petrogenese in der südwestlichen Grenville Provinz. Diese Pegmatite kommen in Gesteinen der mittleren bis oberen Amphibolit-Fazies längs und in der Nähe von Shearzonen vor und haben hybridisierte Ränder, die auf Interaktion mit ihren Wirtsgesteinen zurückgehen. Endo- und exomorphe Biotite sind durch mechanische Einschließung oder durch hydrathermale Verdrängung von Biotiten, Hornblenden, Kalziumpyroxenen und/oder Feldspäten gebildet worden. Dies wird durch chemische Reequilibrierung, eine Zunahme der Korngröße und durch Übernahme einiger chemischer Charakteristika der Pegmatite begleitet. Im allgemeinen schwanken die Fe/(Fe + Mg) Verhältnisse von 0.22 bis 0.68, die am stärksten fraktionierten Biotite haben hohe Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb und Zn Gehalte und niedrige Ba Gehalte. Die chemische Zusammensetzung von Biotit aus nicht zonierten, teilweise zonierten und zonierten Pegmatiten zeigt einen Trend mit zunehmend chemischer Fraktionierung, die auf einer Anreicherung von LIL-Elementen basiert.Beträchtliche überschneidungen in den berechneten log (3.2 bis 4.7) und log (1.3 bis 2.8) für Biotit (600°C) von verschiedenen Pegmatiten sind zu erkennen. Im allgemeinen koexistiert Magnetit und Mikroklin mit Biotiten von Fe/ (Fe + Mg) Verhältnissen zwischen 0.54 und 0.65. Anreicherung von volatilen Phasen und eine Sättigung der Dampfphase sind wahrscheinlich für die Entwicklung der Zonierung der Pegmatite verantwortlich. Der Verlust von H₂ durch Diffusion im Bereich der H₂O Dampfsättigung bei hohen H₂O/Fe²⁺ Werten dürfte für die oxidierte Natur einiger Pegmatite verantwortlich sein.Wichtigster Faktor für die Bildung dieser Lagerstätten seltener Elemente ist die Anreicherung von seltenen Elementen durch Pegmatit-Fraktionierung, wobei diese von der Pegmatit-Schmelze in die volatile Phase gehen, und die anschließende Interaktion mit den Nebengesteinen.

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With 9 Figures     

A case study of the amount and distribution of heat and fluid during metamorphism

The volume of fluid and amount of heat involved in a portion of a metamorphic event around three synmetamorphic granitic stocks has been quantitatively estimated using mineral composition and modal data from carbonate rocks. Values of volumetric fluid-rock ratios range, with respect to a reference zoisite isograd, from 0.001 to 0.434. Amounts of heat involved range from –25 to 134 cal/cm³ rock. Contours of constant fluid-rock ratio and of constant amount of heat are generally concentric about the granitic stocks indicating that the stocks are foci of high heat and fluid fluxes during metamorphism. In addition, contours of fluid-rock ratios and amount of heat outline NE-SW-trending channelways of high fluid and heat fluxes that alternate with regions of lower fluid and heat fluxes. The NE-SW-trending vertical bedding and schistosity in the area — of premetamorphic origin — probably constrained fluid and heat transfer to occur preferentially in NE-SW directions. Large values of heat involved in metamorphism are strongly correlated with large fluid-rock ratios, suggesting that fluids are an important carrier of heat during metamorphism. Configurations of mapped isograds in the area mimic the patterns of contours of constant fluid-rock ratio and of heat content, indicating that configurations of isograds may contain useful information about regional patterns of heat and fluid transfer during metamorphism.Notation T Last temperature recorded by metacarbonate rocks (°C) - P Lithostatic pressure (bars) - Pi Partial pressure of component i (bars) - of last fluid in equilibrium with carbonate rocks during metamorphism - R 1.987 cal/bar-degree - K _s Activity constant for an assemblage of solid mineral phases - In Natural logarithm - c _v Volumetric heat capacity (cal/cm³-degree) - Q Heat added to or subtracted from a rock during metamorphism in the zoisite zone (kcal/100 cm³ rock; cal/cm³ rock) - Q{ibrxn} Heat added to or subtracted from a rock due to mineral reactions during metamorphism in the zoisite zone (kcal/100 cm³ rock; cal/cm³ rock) - Std. Dev. Standard Deviation - Average of fluid in equilibrium with carbonate rocks during their metamorphism in the zoisite zone - of fluid in equilibrium with carbonate rocks at the zoisite isograd - T Temperature at the zoisite isograd (°C) - X _i,j Mole fraction of component i in phase j - H _i Molar enthalpy of reaction i at 0 bars pressure - ¯V _i Change of molar volume due to reaction _ii - _i Measure of progress of reaction i - V Change in rock volume due to fluid-rock reactions - iV Initial rock volume before metamorphism within the zoisite zone - ¯V _s,i Change in molar volume of solid minerals due to reaction i Component notation an CaAl₂Si₂O₈ Phase notation Pl Plagioclase - Am Amphibole - Cc Calcite - Qz Quartz - Di Diopside - Zo Zoisite - Ga Garnet - Bi Biotite - Kf Microcline - Mu Muscovite     

Die Kristallstruktur von Warikahnit,Zn3[(H2O)2|(AsO4)2]

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des neuen Minerals Warikahnit, Zn₃[(H₂O)₂|(AsO₄)₂], wurde mit Diffraktometerdaten bestimmt und bis zuR=0,038 für 3428 unabhängige Reflexe verfeinert.Warikahnit ist triklin, , mita=6,710(1),b=8,989(2),c=14,533(2) Å, =105,59(1), =93,44(1), =108,68(1)°,Z=4.Die Kristallstruktur des Warikahnits enthält sechs unterschiedliche Koordinationspolyeder des Zinks mit den Koordinationszahlen 6, 5 und 4 und mit fünf verschiedenen Ligandenkombinationen. Die Wasserstoffbrückenbindungen werden mit Hilfe der Ladungsbilanz und des IR-Spektrums diskutiert.

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The crystal structure of warikahnite, Zn₃[(H₂O)₂|(AsO₄)₂]

Summary The crystal structure of the new mineral warikahnite, Zn₃[(H₂O)₂|(AsO₄)₂], was determined from diffractometer data and refined toR=0,038 for 3428 observed independent reflections.Warikahnit is triclinic, , witha=6.710(1),b=8.989(2),c=14.533(2) Å, =105.59(1), =93.44(1), =108.68(1)°,Z=4.The crystal structure of warikahnite contains 6 different coordination polyhedra of zinc with the coordination numbers 6,5 and 4 and with 5 different combinations of ligand. The hydrogen bonds are discussed on the basis of charge balance and IR spectra.

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Mit 3 Abbildungen