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

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

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

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

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With 8 Figures     

Loveringite from the koitelainen layered intrusion,Northern Finland

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

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Loveringit aus dem Intrusiv-Komplex von Koitelaineen, Nordfinland

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

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With 7 Figures     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

Evolution of fluids responsible for iron skarn mineralisation: An example from the Vyhne-Klokoc deposit, Western Carpathians, Slovakia

Summary Vyhne-Klokoc, the largest Fe-Skarnn deposit in the Western Carpathians, is related to the emplacement of a large granodiorite pluton in the central zone of a Neogene stratovolcano. Skarn mineralisation is developed in places where apophyses of the pluton intruded basement carbonates. Granodiorite in the apophyses grades into rocks of granitic composition, involving the replacement of mafic minerals and a concomitant decrease in Fe-content. Ca-magnetite exoskarns (not accompanied by endoskarns) developed in three paragenetic stages. Fluid inclusion (Fl) data for quartz in granodiorite suggest the existence of aqueous fluid immiscibility during the early hydrothermal stages. Three end-members of Fis were recognised, with a continuum between all three types. High salinity, liquid-rich, probably secondary Fls (29-68 wt % NaCl eq., Th 450 to 570'C, composed of NaCl+FeCl₂+KCl) coexist with vapour-rich Fls with low but variable salt contents (+CO₂). Probably late secondary Fls (1-25 wt % NaCl eq., composed mainly of NaCl+CaCl₂, Th 188–283°C) form the other end-member type of Fls trapped in granodiorite quartz. Fls from skarn garnets show a large variation in salinity (4-23 wt % NaCl eq., composed of NaCl±FeCl₂+CaCl₂+ KCl+MgCl₂) and Th (220–370°C), independent of the garnet types, probably reflecting variable amounts of magmatic fluids and low salinity meteoric waters. Fls in retrograde quartz, calcite and sphalerite show progressively more dilute (0-4 wt % NaCl eq, Th 215–380°C), probably dominantly meteoric fluids with evidence for boiling at shallow depth. Chlorite crystallisation temperatures, calculated from the chlorite geothermometer, are in good agreement with the Th data for Fls in associated skarn minerals. Compositional changes in the granodiorite apophyses are the result of subsolidus autometasomatic reactions of accumulated saline magmatic fluid inside the apophyses with pre-existing mafic mineral phases. Reactions add the iron to the fluid -the potential source for magnetite skarn. Later mixing with dilute, cooler probably meteoric waters had the effect of decreasing the salinity and density of the equilibrated magmatic fluid, making it more buoyant and capable of moving out from the apophyses into the country rocks, causing metasomatic reactions and precipitating magnetite. An overlap exists between the FI microthermometry data from primary Fls in garnets and late secondary Fls in the granodiorite quartz indicating the same sources of the hydrothermal fluids - probably mixtures of magmatic and meteoric waters. Based on fluid inclusion, geological, petrological and mineralogical data, an integrated fluid evolution model involving magmatic and meteoric fluids is developed to explain the geological and fluid controls on Fe-skarn mineralization associated with granodiorite intrusions. Die Evolution von Fluiden bei Fe-skarn Mineralisation: Ein Beispiel von der Lagerstätte Vyhne-Klokoc, West-Karpathen, Slowakei.

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Die Evolution von Fluiden bei Fe-Skum Mineralisation: Ein Beispel von der Lagerstátte Vyhne-Klokoc, West-Karpathen, Slowakei.

Zusammenfassung Vyhne-Klokoc ist die größte Fe-skarn Lagerstätte in den Westkarpathen. Sie steht in Beziehung zur Platznahme eines großen Granodiorit-Plutons in der Zentralzone eines neogenen Stratovulkans. Skarn-Vererzung ist dort zu finden, wo Apophysen des Plutons Karbonate des Basements intrudieren. In den Apophysen geht Granodiorit in Gesteine granitischer Zusammensetzung über, wobei mafische Minerale verdrängt werden und der Fe-Gehalt abnimmt. Ca-Magnetit-Exoskarne (nicht von Endoskarnen begleitet) entstanden in drei paragenetischen Stadien. Flüssigkeits-Einschluß-Daten (F1) für Quarz in Granodiorit weisen auf Unmischbarkeit von Fluiden während der frühen hydrothermalen Stadien hin. Drei Endglieder von FI liegen vor, die durch Kontinuum miteinander verbunden sind. Hochsalinare, wahrscheinlich sekundäre FI mit hohem Anteil fluider Phase (29-68 wt % NaCl eq., Th 450-570°C, bestehend aus NaCl+FeCl₂+KCl) koexistieren mit Gas-reichen FI mit niedrigem aber variablem Salzgehalt (+C02). Sekundäre, wahrscheinlich spät gebildete FI (1-25 wt% NaCl eq., Hauptbestandteile NaCl+CaCl₂, Th 188–283°C) bilden das andere Endglied von FI in Granodiorit-Quarz.FI aus Skarn-Granaten zeigen größere Variationen der Salinität (4-23 wt % NaCl eq., Hauptkomponenten NaCl±FeCl₂+CaCl₂+KCl+M₉Cl₂) und Th (220–370°C). Diese Zusammensetzungen sind unabhängig von der Art der Granate und dürften das Ergebnis von Mischung variabler Mengen magmatischer Fluide und meteorischer Wässer niedriger Salinität sein. FI in retrogradem Quarz, Calcit und Sphalerit zeigen zunehmend mehr verdünnte (0-4 wt% NaCI eq., Th 215–380°C), wahrscheinlich großteils meteorische Fluide mit Hinweisen auf Kochen in geringer Tiefe. Temperaturen für die Kristallisation von Chlorit wurden mit dem Chlorit-Geothermometer ermittelt; diese stimmen gut mit Th-Werten für FI in assoziierten Skarn-Mineralen überein. Änderungen der Zusammensetzung der Granit-Apophysen sind das Ergebnis von autometasomatischen Subsolidus-Reaktionen magmatischer Fluide, die sich in den Apophysen angesammelt haben, mit präexistierenden mafischen Mineralen. Solche Reaktionen erhöhen den Fe-Gehalt in den Fluiden - die potentielle Quelle für Magnetit-Skarne. Spätere Mischung mit verdünnten, kühleren Fluiden, wahrscheinlich meteorischer Herkunft, senkte Salinität und Dichte der magmatischen Fluide und erleichterte so ihren Aufstieg in die Nebengesteine. Dies führte zu metasomatischen Reaktionen und zur Ausfällung von Magnetit. Mikrothermometrische Daten von primären FI in Granat und von sekundären FI in Granodiorit-Quarz überlappen teilweise und weisen auf ähnliche Ausgangs-Fluide hin, wahrscheinlich Mischungen magmatischer und meteorischer Wässer. Geologische, petrologische, mineralogische und FI-Daten ermöglichen die Entwicklung eines integrierten Modells für die FluidEvolution bei der Bildung von Fe-Skarnen in Granodiorit-Intrusionen.

     

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

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

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

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

     

The Hill End goldfield,NSW, Australia —early metamorphic deposition of auriferous quartz veins

Summary Gold-bearing quartz veins in the Hill End goldfield, NSW Australia, comprise bedding parallel vein sets and lesser cleavage parallel and fault controlled veins which are hosted by a multiply deformed Late Silurian slate-metagreywacke turbidite sequence. Open to ptygmatic folds and boudinage are characteristic features of the veins. Metamorphic P, T estimates of 2.9 kb and 420°C during Early Carboniferous deformation and vein emplacement are obtained from the calcite, ferroan-magnesian calcite geothermometer and the Si-content of white mica. Fluid inclusions from vein quartz represent unmixed H₂O-rich and CO₂-rich low salinity fluids which have been trapped close to the solvus of the H₂O-CO₂-(NaCl-CH₄) system. Homogenisation temperatures (range 260–361°C) therefore represent true trapping temperatures. A preliminary sulphur isotope study of the vein sulphides indicates that the underlying turbidite sequence has acted as a source of sulphur (range –2.8 to 17.8 per mil). Formation of most veins early in the deformation and the lack of an obvious igneous intrusive source suggests that the gold, as for the sulphur has been derived from the metasedimentary sequence. Deposition of gold has resulted from complex destabilisation due to H₂S loss during transient vein opening and fluid pH changes accompanying CO₂-consuming wallrock reactions.

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Die Goldlagerstdtte Hill End, NSW, Australien—Bildung von goldführenden Quarzgdngen mit beginnender Metamorphose

Zusammenfassung Die goldführenden Quarzgange der Lagerstätte Hill End, NSW, Australien, treten in einer aus Schiefern und Metagrauwacken bestehenden, mehrfach deformierten, obersilurischen Turbitit-Abfolge auf Schichtparallele Quarzgange dominieren, während schieferungsparallele und an Störungen gebundene Gänge untergeordnet auftreten. Die Quarzgänge zeigen offen bis pygmotische Falten und Boudinagen als charakteristische Deformationsstrukturen Die Metamorphosehediuguogen während der unterkarboncu Deformation und Quarzgangbildung konnten mit Hilfe des Kalzit/Fe-Mg-Kalzit Geothermometers und dem Si-Gehalt der Hellglimmer abgeschätzt werden. Es ergaben sich P-T Bedingungen von 2.9 kb und 420°C. Flüssigkeitseinschlüsse im Gangquarz zeigen das Vorhandensein eines entmischten H₂O-reichen und CO₂-reichen Fluidums von geringer Salinität, welches nahe der Solvuskurve des H₂O-CO₂-(NACl-CH₄) Systems eingeschlossen worden ist. Eine vorläufige Untersuchung der Schwefelisotopen der Gangsulfide (–2.8 bis 17.8 per mil) deutet an, dass der Schwefel aus der unterlagernden Turbidit-Abfolge bezogen worden ist. Es wird vermutet, dass nich nur der Schwefel, sondern auch das Gold aus der metasedimentären Abfolge stammen, da die Qurzgänge zu einem frühen Zeitpunkt der Deformation gebildet worden sind, und intrusive magmatische Gesteine, als mögliche Erzbringer, fehlen. Destabilisierung der Goldkomplexe, verursacht durch Verlust von H₂S Zuge der Öffnung der Gangspalten, Änderungen des pH-Wertes des Fluidums und CO₂-konsumierende Reaktionen mit dem Muttergestein, führten zur Ablagerung des Goldes.

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With 6 Figures     

Magma mingling in late-Delamerian A-type granites at Mannum,South Australia

Summary The Mannum granite forms part of the Padthaway A-type granite suite, which intruded the Adelaide fold belt along with the Black Hill gabbroic complex just after the cessation of the Delamerian Orogeny. Included within the granite are microgranite blocks, inferred to be stoped pieces of a contaminated margin facies, and numerous mafic enclaves. These enclaves display a variety of globular and tear-drop shapes, are fine-grained, lack chilled margins and enclose and react with quartz and feldspar phenocrysts from the granite, suggesting they represent contemporaneous mafic magma that was mingling with the granite magma during intrusion. Modelled temperature-viscosity relationships show that, in order for these enclaves to behave in a plastic manner, the granite magma must have had a temperature in excess of 930 °C after thermal equilibration was achieved. The contemporaneity of mafic magmas resolves any thermal budget problems arising out of the formation of these high-temperature granites, and a considerable mantle flux is implied during their genesis, consistent with gravity data and the presence of the Black Hill gabbros.The enclave compositions range from dolerite and quartz-diorite to leucocratic varieties, and, together with the Mannum granite, the other Padthaway granites and rocks from the Black Hill gabbroic complex, define a tholeiite-granophyre series (SiO₂ 49–74%). Although the composition of the enclaves has been modified by diffusion and hybridism; the coherency of this array augments thermal arguments for a genetic relationship between the mafic and felsic magmas. Nd and Sr isotope data on the host granite and enclaves (⁸⁷Sr/⁸⁶ Sri 0.7041–0.7060;Nd_i + 4 to –2) do not favour a crustal origin for any of the rocks. Rather, incompatible element plots indicate the A-type granites crystallized from highly fractionated magmas, consistent with rapid decreases in Eu/Eu* at relatively constantNd_i The high Eu/Eu*, highNd_i end of this trend projects into the array for the associated mafic rocks. This suggests the A-type granites of the Padthaway suite may have resulted from segregation of evolved residual interstitial liquids which form chemically and isotopically similar granophyre in the Black Hill gabbroic plutons.

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Magma-Mischung in spät-Delamerischen A-Typ Graniten in Mannum, Süd-Australien

Zusammenfassung Der Mannum-Granit bildet einen Teil der Padthaway Suite von A-Typ Graniten, die zusammen mit dem Black Hill Gabbro-Komplex unmittelbar nach dem Ende der Delamerischen Orogenese in den Adelaide-Fold Belt intrudiert wurden. Im Granit kommen Blöcke von Mikrogranit die als aus dem Dach stammende Teile einer kontaminierten Randfazies interpretiert werden, sowie zahlreiche mafische Enklaven vor. Letztere zeigen eine Vielfalt von rundlichen und wassertropfenförmigen Formen, sind feinkörnig, zeigen keine abgeschrägten Ränder und enthalten, und reagieren mit, Quarz und Feldspatkristallen aus dem Granit. Dies legt nahe, daß sie gleichzeitigem mafischem Magma zuzuordnen sind, das mit dem granitischen Magma während der Intrusion gemischt wurde. Modellierte Temperatur-Viskositätsbeziehungen zeigen, daß das granitische Magma eine Temperatur von mehr als 930 °C gehabt haben muß, nachdem thermisches Gleichgewicht erreicht war — sonst hätten die Enklaven sich nicht plastisch verhalten können. Die Gleichzeitigkeit der mafischen Magmen macht es möglich, Probleme des thermischen Budgets zu lösen, die sich aus der Bildung dieser Hochtemperatur-Granite ergeben. Ein beträchtlicher Mantel-Flux muß während ihrer Entstehung geherrscht haben. Dies steht in Übereinstimmung mit Schweredaten und mit dem Vorkommen der Black Hill Gabbros.Die Zusammensetzungen der Enklaven variieren von Dolerit und Quarz-Diorit bis zu leukokratischen Varietäten. Zusammen mit dem Mannum-Granit und mit den anderen Padthaway Graniten und Gesteinen aus dem Black Hill Gabbro Komplex definieren sie eine Tholeiit-Granophyr-Serie (SiO₂ 49–74%). Obwohl die Zusammensetzung der Enklaven durch Diffusion und Hybridisierung modifiziert wurde, treten thermale Argumente für eine genetische Beziehung zwischen dem mafischen und dem felsischen Magma in den Vordergrund. Nd und Sr Isotopen-Daten des Wirt-Granites und der Enklaven (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7041–0.7060; Nd₁ + 4 to –2) sprechen nicht für eine krustale Herkunft dieser Gesteine. Die Verteilungsmuster inkompatibler Elemente zeigen, daß die A-Typ Granite aus einem stark fraktionierten Magma kristallisierten, und dies stimmt mit rascher Abnahme von Eu/Eu* bei relativ konstantem Nd_i überein. Die hohen Eu/Eu* und die Nd-werte dieses Trends fallen in den Bereich der assoziierten mafischen Gesteine. Dies zeigt, daß die A-Typ Granite der Padthaway-Gruppe auf die Segregation entwickelter residualer Schmelzen zurückgehen, die chemisch und isotopisch ähnlichen Granophyr in den Black Hill Gabbro-Plutonen bilden.

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With 10 Figures     

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

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

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

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

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With 6 Figures     

Influence of vibration grinding and calcination on the physico-chemical properties of Egyptian kaolinite

Summary The effects of vibratory grinding and calcination on the structure and reactivity of Kalabsha kaolinite were studied by means of XRD, IR, DTA and surface area determination. Leaching experiments on ground and calcined samples were carried out using 20% HCl for aluminum extraction. At the early stages of grinding, partial destruction of stacked kaolinite layers occurred. These changes were associated with an increase in surface area due to formation of fine grains with numerous boundaries. Further grinding, as well as calcination, led to deterioration of the kaolinite structure. A significant increase of surface area was observed, starting from 18 m²/g for the original sample to a maximum of 42 m²/g after 120 minutes of grinding and 30 m²/g after calcination at 300°C. The extraction of aluminum after 30 minutes leaching time was about 97% for kaolinite ground for 240 minutes, and about 93% for kaolinite calcined at 550°C.

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Der Einfluß von Aufmahlen und Kalzinierung auf die physiko-chemischen Eigenschaften von ägyptischem Kaolinit

Zusammenfassung Die Effekte von Vibrations-Mahlung und Kalzinierung auf die Struktur und die Reaktivität von Kalolinit aus Kalabsha wurden mit XRD, IR, DTA und Methoden zur Bestimmung der Oberfläche untersucht. Auslaugungsexperimente zur Extraktion des Aluminiums erfolgten an gemahlenen und kalzinierten Proben unter Verwendung 20% er Salzsäure. In den Frühstadien des Mahlprozesses tritt eine teilweise Zerstörung der Kaolinitschichtstruktur auf. Diese Änderungen gehen mit einer Zunahme der Oberfläche, infolge der Neubildung von Körnern mit zahlreichen Korngrenzen, einher. Weiteres Aufmahlen und Kalzinieren führt zu zusätzlicher Zerstörung der Kaolinitstruktur. Eine signifikante Zunahme der Oberfläche von 18 m²/g für das Ausgangsmaterial auf 42m²/g nach 120 min Aufmahlen, bzw. auf 30 m²/ g nach Kalzinierung bei 300°C ist zu beobachten. Die Extraktion von Aluminium nach 30 minütiger Auslaugung liegt bei 97% für gemahlenen Kaolinit (240 min) und bei 93% für bei 550°C kalzinierten Kaolinit.

     

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

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

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

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

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With 9 Figures     

Die rezenten Sedimente im Golf von Neapel

Zusammenfassung Die sich hauptsächlich aus den vulkanischen Tuffen der den Golf von Neapel umrandenden 3 Vulkangebiete Ischia, Phlegräische Felder und Vesuv ableitenden rezenten Sedimente des Golfes zeigen starke Veränderungen im Mineralbestand und Chemismus, die in der Hauptsache auf der teilweisen Umwandlung der Glassubstanz der Tuffe durch das Meerwasser beruhen.Der Umwandlungsgrad der Glassubstanz hängt von der Korngröße der Tuffpartikel ab: Je kleiner der Korndurchmesser, desto stärker die Umwandlungserscheinungen.Als Neubildungsprodukte treten Quarz und Chalcedon, Kaolinit, Illit und Analcim im Verhältnis von etwa 1:2:2:0,5 auf. Opal ist ebenfalls mit größter Wahrscheinlichkeit vorhanden.Neben dem aus der Umwandlung von Tuffen ableitbaren Quarzgehalt tritt noch zoogener Quarz sowie Quarz und Chalcedon aus Flysch- und Kalksedimenten der südöstlichen Golfumrandung in den Sedimenten auf.Sofort nach ihrer Entstehung unterliegen die Neubildungsprodukte, insbesondere der Quarz und Chalcedon in der Kornfraktion <2 µ, der teilweisen Auflösung durch das SiO₂-untersättigte Meerwasser. Ein großer Teil des neugebildeten Quarzes wird so dem Sediment entzogen und führt, verstärkt durch den bei der Verwitterung in Lösung gegangenen Alkali-Anteil, zu einer starken Anreicherung des Al₂O₃-Gehaltes in den zersetzten Sedimenten.Beträchtliche Lösungswanderungen und Umkristallisationen im Sediment werden durch neugebildete Quarz- und Chalcedonaggregate und authigene Kaolinit-und Hydromuskovitbildung angezeigt.Von den Einsprenglingen der Tuffe wird nur der Leucit durch das Meerwasser teilweise in Analcim umgewandelt.In 2 Sedimentproben konnten Veränderungen der Glassubstanz durch submarine solfatarische Exhalationen unter Neubildung von Alunit, Quarz und Schwefel nachgewiesen werden.Die Umwandlung der glasigen Tuffsubstanz setzt bereits in den vom Meerwasser bespülten anstehenden Tuffen der Golfumrandung ein.Mit 12 TextabbildungenTeil 1. Die rezenten Sedimente des Golfes von Pozzuoli. Geol. Rdsch.47, 117 (1958) und Pubbl. Staz. Zool. Napoli31, 1 (1959).     

Genesen von Graniten und Migmatiten auf Grund neuer Experimente

Zusammenfassung Die Genese von Graniten und Migmatiten wird in einem ursächlichen Zusammenhang mit regionaler hochgradiger Metamorphose gesehen. Deshalb wurde experimentell unter 2000 Atm H₂O-Druck die Metamorphose von verschiedenen Sedimentgesteinen durchgeführt, und zwar wurden außer Grauwacken vor allem verschiedene kalkfreie und kalkführende Tone behandelt, bei denen auch z. B. der Adsorption von Na⁺ in der Tiefe Rechnung getragen wurde.Es ergab sich, daß die höchstgradige metamorphe Fazies nur dann erreicht wird, wenn bei 2000 Atm H₂O-Druck die Temperatur größer als 630 ± 30° C gewesen ist. Die höchstgradige Mineralvergesellschaftung bleibt aber nur stabil bis 700 ± 40° C. Sobald diese Temperatur überschritten wird, beginnt der Bereich der Anatexis, d. h. der Metamorphit wird partiell verflüssigt. Das Auftreten einer Schmelzphase ist bei jenen p-t-Bedingungen zwangsläufig, wenn der Metamorphit Quarz und Feldspat enthält.Die zuerst gebildete Schmelze hat aplitische Zusammensetzung. Mit steigender Temperatur vergrößert sich meistens die Menge der Schmelze, und es verändert sich die Schmelzzusammensetzung, bis schließlich ein sogenannter Endzustand der Anatexis erreicht ist. Die Temperatur, bei der dieser Zustand erreicht ist, die Menge der Schmelze und ihre Zusammensetzung sind durch den quantitativen Mineralbestand des hochgradigen Metamorphits bedingt. Die Schmelzmenge beträgt mehr als die Hälfte, oft mehr als 2/3 und bisweilen über 80–90% des Metamorphits. Die weitaus am häufigsten gebildeten anatektischen Schmelzen, nämlich diejenigen, die bei der Anatexis ehemaliger Tonschiefer entstehen, sind granitisch-granodioritisch; Grauwacken liefern granodioritische oder tonalitische Schmelzen.Es geht aus den Experimenten hervor, daß ohne irgendwelche Materialzufuhr oder -abfuhr in der anatektischen Schmelze eine Anreicherung von Si und Alkalien (vor allem von Na) und eine Verarmung an Al, Mg und Ca gegenüber dem Ausgangsgestein eintritt. Letztere Elemente sind im nicht mit aufgeschmolzenen Restkristallin in Form von Cordierit, Biotit, Sillimanit, An-reichem Plagioklas und/oder Granat konzentriert.Es wird gezeigt, daß anatektisch gebildete granitische Schmelzen, wenn sie von dem kristallin gebliebenen Rest-Teil des ehemaligen Metamorphits getrennt sind, also mit ihm nicht mehr reagieren können, um mehr als 100° C überhitzt sein können; sie sind daher intrusionsfähig. Separierung der anatektisch gebildeten Schmelzen von dem kristallinen Rest über größere Bereiche führt zu homogenen granitischen Gesteinen. Konnte die Separierung nur im Bereich von cm und dm erfolgen, dann sind autochthone inhomogene granitische Gesteine oder Migmatite entstanden. Experimentelle Hinweise für das Zustandekommen der Mannigfaltigkeit der Textur bei Migmatiten werden gegeben.     

Crystal chemistry of a highly disordered Mg-Al natural spinel

Summary A Mg-Al spinel from a xenolith found in the Sacrofano volcanic area (Latium, Italy) was investigated by X-ray single crystal diffraction and electron microprobe. Its main structural parameters were: a₀ = 8.0922(3) Å and the oxygen coordinate u = 0.26213(4), which gave to tetrahedral and octahedral bond distances of 1.9220(6) Å and 1.9299(3) Å respectively. Cation distribution, obtained from structural and chemical data, showed a very high Mg-Al disorder, with an Al(T) content of 0.205 and an inversion parameter, i, of about 0.23. Comparison with the cation distribution of a spinel with similar chemical composition but occurring in chlorite schists (Shishimsk Mountains, Urals, Russia) with a₀ = 8.1003(3) Å and u=0.26330(3), and with data from the literature concerning spinels from metamorphosed limestones (Kalkbro, Sweden) and websteritic dikes (Balmuccia, Italy), all characterized by much lower Mg-Al disorder (i about 0.13–0.12), suggests a completely different thermal history, with rapid cooling rates and consequent high closure temperature of intracrystalline exchange, consistent with the Sacrofano geological environment.

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Kristallchemie eines stark ungeordneten, natürlichen Mg-Al-Spinells

Zusammenfassung Ein Mg-Al-Spinell aus einem Xenolith des Vulkangebiets von Sacrifano (Latium, Italien) wurde mit Röngten-Einkristallmethoden und der Elektronenmikrosonde untersucht. Die wichtigsten Strukturparameter sind a_o = 8,0922(3) Å und die Sauerstoffkoordinate u = 0,26213(4), was zu den tetraedrischen und oktaedrischen Bindungsabständen von 1,9220(6) Å bzw. 1,9299(3) Å führt. Die aus den strukturellen und chemischen Daten erhaltene Kationenverteilung zeigt eine sehr starke Unordnung Mg-Al mit einem Al (T)-Gehalt von 0,205 und einem Inversionsparameteri von ca. 0,23. Der Vergleich mit der Kationenverteilung eines Spinells ähnlicher chemischer Zusammensetzung, aber aus Chloritschiefern (Schischimsk-Berge, Ural, Rußland) mit a₀ = 8,1003(3) Å und u=0,26330(3), sowie mit Literaturdaten über Spinelle aus metamorphen Kalken (Kalkbro, Schweden) und websteritischen Gängen (Balmuccia, Italien), die alle durch eine viel geringere Mg-Al-Unordnung charakterisiert sind (i etwa 0,13–0,12), weist auf eine völlig andere thermische Geschichte hin, und zwar mit rascher Abkühlungsgeschwindigkeit und hoher Schließungstemperatur des intrakristallinen Austausches, was mit den geologischen Verhältnissen von Sacrofino in Übereinstimmung steht.

     

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

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

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

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With 14 Figures     

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.     

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

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

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

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

     

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.     

The zircon-thorite mineral group in metasomatized granite,Ririwai, Nigeria 2. zoning,alteration and exsolution in Zircon

Summary Zircon in the Ririwai biotite granite, and its albitized and greisenized varieties, is described by reflected-light and backscattered-electron (BSE) microscopy, and electron-microprobe analysis. The three rock-types show different features in their zircons. In biotite granite, some grains are corroded, and a patchy alteration is found which also affects zircons in greisenized rocks. Dark (low-reflectance) patches are enriched in minor elements (up to 7.9 wt% ThO₂, 4.0 UO₂ and 4.8 Y₂O₃). They are inferred to be metamict, from a combination of analytical evidence (low totals) and dark appearance in BSE images. The latter effect indicates the presence of submicroscopic voids. The dark patches are also inferred to contain hydroxyl anions. Albitized rocks have distinctive zircons with U-enriched cores (up to 6.1 wt% UO₂), and Hf-enriched margins (up to 14.0wt% HfO₂) with fine-scale growth-zoning of their Hf content. These grains are unaltered and are thought to have grown from the metasomatizing fluids, which the mineralogy indicates were fluorine-bearing. Fluoride complexing was probably important in the transport of the elements. A new interpretation proposed here, for numerous small inclusions of thorite in some parts of grains, is exsolution (following metastable growth of Th, U-rich zircon).

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Die Zirkon-Thorit Mineralgruppe im metasomatisierten Granit von Ririwai, Nigeria. 2. Zonierung, Alteration und Entmischungen im Zirkon

Zusammenfassung Zirkon aus dem Ririwai-Biotit-Granit und aus seinen albitisierten und vergreisten Varietäten wurde mit Auflicht-Mikroskopie, Backscatter Mikroskopie (BSE) und Mikrosonde untersucht. Die drei Gesteinstypen zeigen unterschiedliche Zirkonarten. Im Biotit-Granit sind manche Zirkonkörner korrodiert. Fleckige Alteration tritt sowohl bei Zirkonen aus dem Biotit-Granit wie auch in vergreisten Gesteinen auf. Dunkle (niedrig reflektierende) Flecken sind an Spurenelementen angereichert (bis zu 7,9 Gew.% ThO₂, 4,0% UO₂ und 4,8% Y₂O₃). Aus den analytischen Daten (niedrige Totale) und ihrem dunklen Erscheinen im BSE-Bild kann vermutet werden, daß sie metamikt sind. Dies deutet weiters auf das Vorhandensein von submikroskopischen Leerstellen hin. Die dunklen Flecken führen vermutlich auch Hydroxyl-Anionen. Die albitisierten Gesteine führen Zirkone mit U-angereicherten Kernen (bis 6,1 Gew.-% UO₂), Hf-reichen Rändern (bis 14,0 Gew.-%1 HfO₂) und mit einer feinen Wachstumszonierung des Hf-Gehaltes. Es handelt sich hierbei um unveränderte Körner, welche aus metasomatischen Fluida entstanden sind. Mineralogische Daten weisen darauf hin, daß die Fluida fluorführend waren. Fluorid-Komplexe haben wahrscheinlich eine große Bedeutung für den Transport der Elemente. Zahlreiche kleine Thorit-Einschlüsse in bestimmten Teilen der Zirkonkörner werden hier als Entmischungen (gefolgt von metastabilem Wachstum von Th, U-reichem Zirkon) interpretiert.

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With 7 figures     

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.

     

Petrologische Untersuchungen an einem alpinotypen Granitgneis und seinen Hüllgesteinen (“Villacher Granitgneis”, Kärnten, Österreich)

Als Ausgangsgestein des Villacher Granitgneises ist ein spätdifferenzierter, saurer Granit anzusehen, wofür folgende Argumente sprechen: