Nomenclature of Pyroxenes

Summary This is the final report on the nomenclature of pyroxenes by the Subcommittee on Pyroxenes established by the Commission on New Minerals and Mineral Names of the International Mineralogical Association. The recommendations of the Subcommittee as put forward in this report have been formally accepted by the Commission. Accepted and widely used names have been chemically defined, by combining new and conventional methods, to agree as far as possible with the consensus of present use. Twenty names are formally accepted, among which thirteen are used to represent the end-members of definite chemical compositions. In common binary solid-solution series, species names are given to the two end-members by the 50% rule. Adjectival modifiers for pyroxene mineral names are defined to indicate unusual amounts of chemical constituents. This report includes a list of 105 previously used pyroxene names that have been formally discarded by the Commission.

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Die Nomenklatur von Pyroxenen

Zusammenfassung Diese Arbeit über die Nomenklatur der Pyroxene ist der Endbericht eines Unterkomitees der Commission on New Minerals und Mineral Names der International Mineralogical Association. Die in dieser Arbeit vorgelegten Empfehlungen des Unterkomitees wurden von der Kommission angenommen. Akzeptierte und häufig verwendete Namen wurden unter Verwendung neuer und konventioneller Methoden und unter möglichst großer Übereinstimmung mit dem derzeitigen Gebrauch chemisch definiert. Zwanzig Namen wurden als bindend angenommen, von denen dreizehn Endglieder mit chemisch genau definierten Zusammensetzungen sind. Für gewöhnlich wurden die Namen von zwei Endgliedern einer binären Mischkristallreihe durch Anwendung der 50% Regel ermittelt. Zur Darstellung ungewöhnlicher chemischer Zusammensetzungen wurden den Pyroxennamen ergänzende Eigenschaftswörter beigefügt. 105 ursprünglich verwendete Namen von Pyroxenen wurden bereits früher von der Kommission ausgesondert und sind in diesem Bericht aufgelistet.

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With 7 figures     

The crystal structure of an intermediate scapolite-wernerite

Summary The crystal structure of a scapolite (52% Me) with strong superlattice (h+k+l=odd) reflections has been determined in the space groupP 4₂/n. The three-dimensional intensity data were collected with a normal beam single-crystal diffractometer using Zr-filtered Mo radiation.The result of the present structural investigation, together with two reported previously (Lin andBurley, 1973 a, b) confirms the theoretical conclusions (Lin andBurley, 1973 c). Two quantitative relationships in scapolite have also been established, (1) the exponential relationship between the intensity ratio (r) I _h+k+l=odd/I _h+k+l=even and the atomic displacement of atoms from the mirror plane consistent with the space groupI 4/m; (2) the linear relationship betweenr and the difference in the Al occupancy between T (2) and T (3) sites.The horizontal disposition of the positionally disordered CO₃ groups in this scapolite is the same as in other scapolites, but the vertical disposition is different; the planar CO₃ groups are tilted from the horizontal (001) plane.

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Die Kristallstruktur eines intermediären Skapolithes-Wernerit

Zusammenfassung Die Kristallstruktur eines Skapolithes (52% Me) mit starken Überstrukturreflexen (h+k+l=ungerade) wurde in der RaumgruppeP 4₂/m bestimmt. Dreidimensionale Intensitätsdaten wurden auf einem Normalstrahl-Einkristall-Diffraktometer mit Zr-gefilteter Mo-Strahlung gesammelt.Das Ergebnis der vorliegenden Strukturuntersuchung bestätigt zusammen mit früheren Ergebnissen (Lin undBurley, 1973a, b) die theoretischen Schlüsse vonLin undBurley (1973c). Zwei quantitative Beziehungen bei Skapolith wurden aufgezeigt: 1. Die Exponentialbeziehung zwischen dem Intensitätsverhältnis (r) I _{h+k+l=ungerade}/I _h+k+l=gerade und der atomaren Verschiebung der Atome von der mit der RaumgruppeI 4/m konsistenten Spiegelebene, und 2 die lineare Beziehung zwischenr und dem Unterschied in der Al-Besetzung der Positionen T 6; 7 und T (2).

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With 5 Figures     

Mineralogical applications of the lattice constant variance-covariance matrices

Summary Direct and reciprocal lattice constant variance-covariance matrices when involved in the Law of Propagation of Errors can be used to gain a full evaluation of the error terms in mineralogical quantities expressed in terms of lattice constants. Properties and relationships which mutually connect the two matrices are discussed, with emphasis placed on physical dimensions. A practical application is given by calculating the error terms in the structural indicators (bc) and (^**) of alkali feldspars. The differences between values obtained by using both variances plus covariances and those obtained using variances alone, are very small. However, as the calculations are completely automated, the full formulation using variances plus covariances represents a suitable better approach.

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Mineralogische Anwendungen der Varianz-Kovarianz-Matrizen der Gitterkonstanten

Zusammenfassung Varianz-Kovarianz-Matrizen der direkten und reziproken Gitterkonstanten können beim Fehlerfortpflanzungsgesetz benützt werden, um eine vollständige Auswertung der Fehlerausdrücke mineralogischer Größen, ausgedrückt durch Gitterkonstanten, zu erhalten. Eigenschaften und Beziehungen, welche diese beiden Matrizen gegenseitig verknüpfen, werden mit Betonung physikalischer Dimensionen diskutiert. Eine praktische Anwendung wird gegeben, indem die Fehlerausdrücke der strukturellen Indikatoren (bc) und (^**) von alkalifeldspäten berechnet werden. Die Differenzen zwischen den Werten, die bei Benützung von Varianzen und Kovarianzen, bzw. nur von Varianzen erhalten wurden, sind sehr klein. Da aber die Berechnungen voll automatisiert sind, bietet die vollständige Formulierung mit Varianzen plus Kovarianzen eine brauchbare bessere Methode.

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With 1 Figure     

Chemical classification of igneous rocks and igneous rock associations by means of discriminant analysis and cluster analysis

Summary It is investigated whether discriminant analysis and cluster analysis lead to conclusions concerning the similarity of igneous rock analyses and the similarity of igneous rock associations. The element/oxygen ratio, as calculated from chemical rock analysis, is used as a statistical variable. By simple discriminant functions more than 4900 rock analyses from 133 associations were subdivided into 16 groups which are probably natural clusters. Each group contains rock samples which are also comparable with regard to their minearal composition. Each igneous rock association can be characterized by the percentage of chemical analyses which fall in each group. These numbers are very useful parameters in applying cluster analysis to the associations. The flexible sorting strategy ofLance andWilliams, and the Gower metric are successfully used for the classification of associations. Eight taxa of igneous rock associations have been established and these are in good agreement with the concept of petrochemical provinces.

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Chemische Klassifikation von Eruptivgesteinen und Eruptivgesteins-Assoziationen durch die Anwendung der Diskriminanz-Analyse und numerischer Klassifikationsmethoden

Zusammenfassung Die Klassifikation von chemischen Eruptivgesteins-Analysen erfolgt mit Hilfe von Diskriminanz-Funktionen. Als statistische Variable wird dabei das aus der Gesteinsanalyse errechnete Element/Sauerstoff-Verhältnis 4900 Analysen von 133 Eruptivgesteins-Assoziationen, in 16 Gruppen eingeteilt. Diese Klassen sind wahrscheilich natürliche Häufungsstellen; denn jede besteht aus Gesteinsproben, die sich auch im Hinblick auf ihre Mineral-zusammensetzung ähnlich sind.Die Klassifikation von Eruptivgesteins-Assoziationen erfolgt durch numerische Klassifikationsmethoden. Jede Assoziation läßt sich durch den prozentualen Anteil ihrer chemischen Analysen charakterisieren der jede der 16 Analysengruppen fällt. Bei der Anwendung numerischer Klassifikationsmethoden erweisen sich diese Zahlen als sehr geeignete Parameter. Die Methode der flexiblen Gruppierungs-Strategie vonLance undWilliams und das Ähnlichkeitsmaß der Gower Metrik erlaubten eine Einteilung der Assoziationen in acht Klassen, welche mit den traditionellen petrochemischen Provinzen gut übereinstimmen.

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With 3 Figures     

Sulphur isotope studies of the Mount Gunson copper deposits,Pernatty Lagoon,South Australia

The Mount Gunson copper deposits occur in essentially unmetamorphosed gently-folded Upper Proterozoic sediments, far from any known igneous intrusions. They consist of a number of small ore bodies which can be divided into two groups on the basis of differences in location, texture and mineralogy. The groups are here termed the off-lagoon deposits, which are extensively oxidized and occur in low hills to the west of Pernatty Lagoon, and the lagoon deposits, which are not significantly oxidized and occur in basins of permeable bedrock under the lagoon floor. The topography and drainage of this region appear to have altered little since the Tertiary. This paper presents the results of a sulphur isotope ratio study of sulphide minerals, groundwaters and gypsum samples from the mineralized areas. The isotope ratios recorded for the lagoon sulphides provide an example of the pattern predicted for metal sulphide precipitation due to bacterial reduction of sulphate in an environment with limited replenishment of sulphate. This finding is in accord with the suggestion that the copper sulphides were precipitated during recent geological times in groundwater traps in the permeable bedrock under the lagoon. However, sulphate from groundwater and gypsum in the lagoon is not enriched in the S³⁴ isotope, and hence it is concluded that no significant bacterial reduction of sulphate is occurring in the areas examined at the present time. The isotope ratios recorded for the off-lagoon sulphides, in contrast, fall in a narrower range. They can be interpreted to reflect metal sulphide precipitation by bacterial reduction of sulphate in a fairly open system, with considerable replenishment of sulphate, but they provide no information concerning the time of this precipitation. Mineralogical studies of the sulphide samples show that individual samples contain a mixture of sulphide minerals and that one mineral is usually dominant. It appears, for samples with co-existing chalcopyrite and djurleite, that S³⁴ is preferentially enriched in the chalcopyrite.

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Zusammenfassung Die Mount Gunson-Kupferlagerstätten finden sich in im wesentlichen nicht metamorphisierten, schwach gefalteten ober-proterozoischen Sedimenten, weit entfernt von irgendwelchen bekannten Intrusiven. Sie bestehen aus einer Reihe kleiner Erzkörper, die sich auf Grund ihrer Unterschiede in bezug auf ihren Fundort, ihr Gefüge und ihre Mineralogie in zwei Gruppen unterteilen lassen. Diese beiden Gruppen werden hier als Off-Lagoon-Lagerstätten, die weitgehend oxidiert sind und in niedrigen Hügeln westlich von der Pernatty Lagoon vorkommen, beziehungsweise als Lagoon-Lagerstätten, die nicht significant oxidiert sind und in Becken permeablen Gesteins unter dem Lagunenboden gefunden werden, bezeichnet. Die Topographie und die Abflußverhältnisse scheinen sich in dieser Region seit dem Tertiär nur wenig verändert zu haben. Diese Arbeit zeigt die Ergebnisse einer Analyse der Schwefelisotopen-Verhältnisse von Sulfiden, Grundwasser- und Gips-Proben aus den mineralisierten Bereichen. Die für die Lagunen-Sulfide registrierten Isotopenverhältnisse sind ein Beispiel der für die Metallsulfid-Ausfällung auf Grund von bakterieller Sulfatzufuhr zu erwartenden Verteilung. Dieser Befund stimmt mit der Vorstellung, daß die Kupfersulfide während rezenter geologischer Zeiten in Grundwasserspeichern innerhalb des permeablen Gesteins unter der Lagune ausgefällt worden sind, überein. Die Sulfate aus dem Grundwasser und Gips der Lagune sind jedoch nicht mit dem Isotop S³⁴ angereichert, woraus der Schluß gezogen wird, daß in den untersuchten Gebieten gegenwärtig keine wesentliche bakterielle Reduktion von Sulfaten stattfindet. Im Gegensatz dazu fallen die für die Off-Lagoon-Lagerstätten-Sulfide registrierten Isotopen-Verhältnisse in einen engeren Streuungsbereich. Sie können als Darstellung von Metall-Sulfid-Ausfällung durch bakterielle Reduktion von Sulfaten in einem ziemlich offenen System mit erheblichem Sulfat-Nachschub gedeutet werden, geben aber keine Auskunft über den Zeitpunkt dieser Präzipitation. Mineralogische Untersuchungen der Sulfid-Proben zeigen, daß die einzelnen Proben eine Mischung von Sulfid-Mineralien enthalten und daß gewöhnlich ein Mineral überwiegt. In Proben, die sowohl Kupferkies als auch Djurleit enthalten, scheint S³⁴ vorzugsweise im Kupferkies angereichert zu sein.

     

Dehydration-melting of solid amphibolite at 10 kbar: Textural development,liquid interconnectivity and applications to the segregation of magmas

Summary Anisotropic crystal structures and rock texture control liquid morphology and distribution during dehydration-melting at 10 kbar in solid cylinders of lineated amphibolite (mode: hornblende 70%, plagioclase 30%), sealed in gold capsules, in piston-cylinder runs ranging from 21 days at 850 °C to 4 days at 1000 °C. The shapes of most liquid pockets are crystallographically-controlled, with many corners having angles greater than 60°. Few crystal/liquid triple junctions develop the interfacial energy-controlled dihedral angles (), which form in experiments using finely-ground powders of minerals with poor cleavage. Liquid interconnectivity probably is attained at 875 °C with only 2% liquid, indicating that dihedral angles less than 60° may not be necessary to achieve interconnectivity in partially melted metamorphic rocks. The surfaces between elongated grains in lineated rocks can become pathways for the migration of liquid or the diffusion of components. By 850 °C, hornblende begins to dehydrate at internal nucleation sites, producing a texture of hornblende rims and clinopyroxene cores (generally attributed to hydration of clinopyroxene). Within the temperature interval of 850–900 °C, transient vapor generates layers of low viscosity, H₂O-saturated, granitoid liquid between hornblende and plagiocase crystal faces, potentially capable of segregation if time-temperature relationships are suitable. At higher temperatures the increased liquid fraction is H₂O-undersaturated, with viscosity too high to permit segregation. There is a prospect that segregation of initially hydrous liquids could contribute to the dehydration of low-potassium amphibolites and effectively remove incompatible trace elements during the transition from amphibolite-facies to granulite-facies. Further experiments are needed to study the effects of time and temperature on textures in anisotropic rocks, particularly lineated amphibolites.

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Dehydrations-Schmelzen von Amphiboliten bei 10 kbar: Texturelle Entwicklung, Interkonnektivität der Schmelze und Anwendungen auf die Segregation von Magmen

Zusammenfassung Die texturelle Entwicklung von festen Zylindern von Amphibolit (Hornblende 70%, Plagioklas 30%) in Goldkapseln versiegelt, wurde w:rend Dehydrations-Schmelzen bei 10 kbar in einem Piston-Zylinder-Apparat bei Temperaturen von 850°C bis 1000°C für 21 bis 4 Tage untersucht. Die anisotropen Mineralstrukturen und die Gesteinstextur kontrollieren die Morphologie und Verteilung der Schmelze. Diese Parameter sowie der Anteil an Schmelze, bestimmen die Interkonnektivität der Schmelze. Im Gegensatz zu Experimenten, die fein gemahlene Pulver von fast isotropen Mineralen (z.B. Olivin oder Quarz) benützen, scheinen hier die Energieverhältnisse der Kristallstruktur die Energiebeziehungen zwischen den Kristall-Schmelzoberflächen während der texturellen Entwicklung der amphibolitischen Gesteine zu dominieren. Wenige Kristall-Schmelze Triple-Junetions entwickeln zwischen Flächen energie-kontrollierte dihedrale Winkel (). Die Formen der meisten Schmelzeinschlüsse sind kristallographisch kontrolliert und viele Ecken zeigen Winkel, die größer als 60° sind. Die Interkonnektivität der Schmelze wird jedoch eindeutig bei 875° C mit nur 2% Schmelze erreicht und könnte möglicherweise auch bei niedrigeren Temperaturen zustande kommen. Das Vorkommen von dihedralen Winkeln, die kleiner als 60° sind, muß nicht notwendig sein, um Interkonnektivität in teilweis aufgeschmolzenen metamorphen Gesteinen zu erzeugen. Die Oberflächen zwischen gelängten Körnern in Amphiboliten mit Lineation können Wege für die Migration von Schmelzen oder für die Diffussion von Komponenten während teilweisen Aufschmelzens werden. Bei 850° C begann die Dehydration der Hornblende an internen Nukleations-Stellen, unabhängig vom Rest des Gesteins. Zwischen 850° C und 900 °C entsteht so eine Textur von Klinopyroxenen mit Hornblenderändern. Die nicht im Gleichgewicht befindliche Dampfphase, die dabei entsteht, führt zur Bildung von Lagen von wassergesättigter granitoider Schmelze zwischen Hornblende und Plagioklasflächen, mit einer berechneten Viskosität, die gerade niedrig genug ist, um Segregation durch Kompaktion zu ermöglichen. Bei höheren Temperaturen und während längerer Zeiten, wobei mehr Schmelze entsteht, löst sich die Dampfphase in wasseruntersättigter Schmelze, mit einer Viskosität, die zu hoch ist um Segregation in geologisch realistischen Zeiten zu ermöglichen. Die Entwässerung von kalium-armen Gesteinen durch Segregation von ursprünglich wässrigen Schmelzen, die sich in dieser Weise gebildet haben, dürfte beim Amphiboht-Granulit-Übergang eine Rolle spielen.[/ p]

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With 10 Figures     

Beitrag zur Systematik der Ooide von Kalkoolithen am Beispiel des Unteren Buntsandsteins Mitteldeutschlands

Zusammenfassung Die Kalkoolithe des Rogensteins im Unteren Buntsandstein wurden auf ihren Ooidinhalt untersucht. Dabei wurde besonderer Wert auf die Ausbildung des Ooids gelegt. Die Formen wurden mit den Angaben Kalkowskys (1908) verglichen. Die Ooide sind entsprechend ihrer strukturellen, stofflichen und faziellen Merkmale charakterisiert. Dabei ist aufgezeigt, daß die strukturellen Faktoren Kornform und Korngröße in Abhängigkeit vom Bildungsmechanismus stehen. Der Symmetriegrad des Ooids ist in hohem Maße abhängig von der Bewegungsintensität des kalkabscheidenden Wassers. Die einzelnen Ooidformen werden nach ihrem inneren strukturellen Aufbau und ihrer Form aufgeführt. Die gegenseitigen Beziehungen von Ooidformen werden beschrieben und diskutiert. Zum Abschluß wird die Beziehung der Ooide zu den Organismen, insbesondere den Stromatolithen angeführt.

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The oolitic limestone in Lower Buntsandstein is studied concerning its oolitic contents. The investigation was specially concentrated on its mode of formation. The forms are compared with the data published by Kalkowsky (1908). The ooids are identified according to their textural characteristics, kind of material and facial features. It is obvious that the textural factors, shape and grain size are related to the mechanism of formation. The degree of symmetry of the ooids is depending to a large extent on the movement intensity of the water involved in the deposition of calcium carbonate. The individual ooid forms are listed according to their internal structure and shape. The ooid forms which show contrast to each other are discribed and discussed. The relation of the ooids to the organisms, specially to stromatolites, have been mentioned.

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Dem Leiter des Mineralogisch-Petrographischen Institutes der Universität Halle, Herrn Dr. Gaedeke, gilt unser besonderer Dank für anregende Diskussionen und stete Förderung dieser Arbeit.     

The crystal structure of a triclinic roscherite

Summary The crystallography of roscherite is more complicated than previously thought. Single crystal X-ray work on material from Foote Mine (California) gave triclinic symmetry. The unit cell corresponding to the one adopted for monoclinic roscherite hasa=15.921,b=11.965,c=6.741 Å, =91°04, =94°21, =89°59 1/2, space group . The least-squares refinement of the structure using 2380 non zero reflections with anisotropic temperature factors resulted in a conventional reliability factorR=0.060.The X-ray study indicates the formula while that proposed for monoclinic roscherite is The atomic arrangements of both varieties of roscherite are very similar. The lowering of symmetry is caused by the segregation of the trivalent cations into only half of the sites of a monoclinic point position. Crystallochemical considerations suggest that the symmetry of roscherite does not depend on the kind of trivalent cations occupying the 6-coordinated position, but rather by the ratio between trivalent and divalent metal ions.

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Die Kristallstruktur eines triklinen Roscherites

Zusammenfassung Die Kristallographie des Roscherites ist komplizierter als man bisher annahm. Einkristall-Röntgenuntersuchungen an Material von Foote Mine (Kalifornien) ergaben trikline Symmetrie. Die Elementarzelle, welche der für monoklinen Roscherit angenommenen entspricht, hata=15,921,b=11,965,c=6,741 Å, =91°04, =94°21, =89°59 1/2, Raumgruppe . Die Verfeinerung der Struktur mit der Methode der kleinsten Quadrate ergab unter Verwendung anisotroper Temperaturfaktoren für 2380 beobachtete Reflexe einen konventionellen ZuverlässigkeitsindexR=0,060.Die Röntgenuntersuchung weist auf die Formel , während für monoklinen Roscherit vorgeschlagen wurde. Die Atomanordnungen beider Abarten des Roscherites sind sehr ähnlich. die Symmetrieerniedrigung wird dadurch hervorgerufen, daß die dreiwertigen Kationen nur die Hälfte der Positionen einer monoklinen Punktlage besetzen. Kristallchemische Überlegungen weisen darauf hin, daß die Symmetrie nicht von der Art der dreiwertigen Kationen, welche eine 6-koordinierte Punktlage besetzen, abhängt, sondern vielmehr von dem Mengenverhältnis zwischen 3-wertigen und 2-wertigen Metallionen.

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With 1 Figure     

Pyroxenes and olivines as indicators of the petrological evolution of the Ivrea-Verbano basic formation (Italian Western Alps)

Summary Microprobe analyses of olivines, orthopyroxenes and clinopyroxenes of the Ivrea-Verbano basic formation reveal that in the Balmuccia Periodotites (regarded as residual mantle) the phases are more magnesian than in the overlaying ultramafic-mafic series (interpreted as a cumulitic complex formed by fractionation of mantle-derived magma).Pyroxenes underwent sub-solidus re-equilibration. Whole phase (host + exsolved lamellae) compositions give a temperature in the range 946°C–1236°C, compatible with the igneous crystallisation. The compositions of the host phases give temperatures in the range 712°C to 919°C, indicating that the samples did not attain the same degree of equilibrium during the sub-solidus unmixing. The sub-solidus unmixing of the pyroxenes may have occurred either during the superimposed granulite-facies metamorphism or during the slow cooling of the complex intruded into deep crustal levels.

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Pyroxene und Olivine als Indikatoren der petrologischen Entwicklung der basischen Formation von Ivrea-Verbano (Italienische Westalpen)

Zusammenfassung Mikrosondenanalysen von Olivinen, Orthopyroxenen und Klinopyroxenen der basischen Formation von Ivrea-Verbano zeigen, daß in den Balmuccia Peridotiten (die als residuales Mantelmaterial angesehen werden) die Phasen Mg-reicher sind als in den überlagernden ultramafischen bis mafischen Serien (die als Kumulationskomplex gedeutet werden, der durch Fraktionierung eines aus dem Mantel stammenden Magmas gebildet wurde).Die Pyroxene wurden unter Subsolidus-Bedingungen reequilibriert. Die Zusammensetzungen der Gesamtphasen (Wirt + Entmischungslamellen) geben Temperaturen im Bereich von 946–1236°C, was mit einer magmatischen Kristallisation verträglich ist. Die Zusammensetzungen der Wirt-Phasen geben Temperaturen im Bereich von 712–919°C an, was anzeigt, daß die Proben während der Subsolidus-Entmischung nicht denselben Grad der Equilibirierung erreichten. Die Subsolidus-Entmischung der Pyroxene kann entweder während der überlagerten Metamorphose in Granulitfazies oder während der langsamen Abkühlung des in tiefe Krustenschichten intrudierten Komplexes geschehen sein.

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With 4 Figures     

Rapid XRD determination of the chrysotile/lizardite ratios in asbestos-bearing serpentinites

Summary The quantitative XRD determination of the most common serpentinite minerals, e.g. lizardite and chrysotile, is hampered by strongly overlapping reflections. Reconnaissance investigations indicated that the reflections 204 of lizardite and 008 of chrysotile are best suited for quantitative XRD. These lines are not interferred by other minerals such as brucite, magnesite, chlorite or talc, which are common in serpentinites. A calibration curve for the determination of the chrysotile/lizardite ratios in natural serpentinites has been constructed by means of synthetically prepared chrysotile/lizardite standards. Using this method serpentinites of the Msauli Chrysotile Asbestos Mine, South Africa, were investigated for their relative chrysotile contents. It was found, that the total amount of chrysotile in the ore zone is considerably higher than the amount of extractable chrysotile asbestos fibre.

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Die röntgenographische Bestimmung der Chrysotil/Lizardit-Verhältnisse in asbesthaltigen Serpentiniten

Zusammenfassung Die quantitative röntgenographische Bestimmung der beiden häufigsten Serpentinminerale, Lizardit und Chrysotil, ist wegen der Überlagerung ihrer stärksten Reflexe erschwert. Aufgrund von Voruntersuchungen konnte jedoch festgestellt werden, daß die Reflexe 204 von Lizardit und 008 von Chrysotil für die quantitative Bestimmung geeignet sind. Diese Reflexe werden nicht überlagert von denen anderer häufig in Serpentiniten vorkommender Minerale, wie z.B. Brucit, Magnesit, Chlorit oder Talk. Eine Eichkurve zur Bestimmung der Chrysotil/Lizardit-Verhältnisse in natürlichen Serpentiniten wurde mit Hilfe synthetisch hergestellter Standardmischungen aufgestellt. Serpentinite der Msauli Chrysotilasbest Mine, Südafrika, wurden aufgrund der hier vorgestellten Methoden auf ihren relativen Chrysotilanteil untersucht. Es ergab sich, daß der totale Gehalt an Chrysotil in der erzführenden Zone deutlich größer ist als der Gehalt an ausbringbaren Chrysotilasbestfasern.

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With 4 Figures     

Abstandsberechnungen und gitterenergetische Berechnungen an Granaten

Zusammenfassung Bei systematischer Variation der Kristallstruktur der Tonerde-Granate erhält man bei Konstanthaltung der Si-O- und Al-O-Abstände nicht nur für die experimentell bestimmte Atomanordnung interatomare Abstände, die mit den klassischen Wirkungsradien der Ionen in Übereinstimmung stehen, sondern auch für Modelle mit idealen SiO₄-Tetraedern (vor allem für Grossular). Die Berechnung der elektrostatischen Gitterenergien ergibt, daß die Coulombschen Kräfte (wieder bei konstanten Si-O- und Al-O-Abständen) danach streben, die SiO₄-Tetraeder zu gestreckten tetragonalen Disphenoiden zu verzerren und sie ferner so gegenüber der experimentell bestimmten Struktur zu verdrehen, daß dadurch die Gitterkonstante verkleinert wird. Diese Tendenz wird für alle berücksichtigten Ladungsverteilungen innerhalb der SiO ₄ ^4– -Gruppen gefunden, namentlich auch für jene, in welcher das Silicium die effektive Ladung Null trägt.Die Atomanordnung in den Granaten läßt sich gitterenergetisch jedoch sehr gut unter Berücksichtigung von Abstoßungsgliedern der Form ·d ^–n verstehen, wenn man die Abstoßungskonstanten vonLennard-TonesundDent benützt. Auch die strukturellen Unterschiede zwischen Pyrop und Grossular stehen mit den entsprechenden Berechnungen in Übereinstimmung.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

X-ray,optical and chemical variation of Potash Feldspar from Loket (Elbogen), Karlovy Vary massif,Czechoslovakia

Summary The studied, perfectly shaped Carlsbad twins from Loket (loc. swimming pool) are orthoclase perthites of low triclinicity (=0.0–0.3); the sodic phase relates to low albite. All phenocrysts having zonal structure contain small areas of triclinic feldspars (=0.6–0.8) independent on the zonality of low triclinicity. This microclinization is believed to be younger than the host orthoclase. The content of microcline within the phenocryst varies from about 10 to 30 percent.

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Röntgenographische, optische und chemische Variation der Kalifeldspäte von Loket (Elbogen), Karlovy Vary (Karlsbad)-Massiv, Tschechoslowakei

Zusammenfassung Die untersuchten, ideal ausgebildeten Karlsbad-Zwillinge von Loket (Lokalität Badeanstalt) sind Orthoklas-Perthite kleiner Triklinität (=0,0–0,3); die Natronfeldspat-Phase entspricht Albit. Alle Phänokristalle mit Zonarbau enthalten unabhängig von der schwachen zonaren Triklinität kleine Bereicho von triklinem Feldspat (=0,6–0,8). Diese Mikroklinisierung ist anscheinend jünger als der umschließende Orthoklas. Der Mikroklingehalt der Phänokristalle schwankt von ungefähr 10 bis zu 30%.

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With 5 Figures     

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

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

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

     

Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung,Magmatismus und Geotektonik

Zusammenfassung Aufbauend auf der Gliederung der Erdkruste nach petrologischen und geophysikalischen Gesichtspunkten wird die Konzeption von H.Stille ausgebaut, daß der sialische orogene und subsequente Magmatismus palingener Entstehung ist, dabei aber nur ein sialisches Intermezzo bedeutet innerhalb des juvenilen simatischen Magmatismus, welcher initial und final auftritt und mit basaltischem Chemismus in über 60 km Erdkrustentiefe beheimatet ist. — Weiterhin werden die Zusammenhänge der wichtigsten Lagerstättentypen in Verknüpfung mit juvenil-basaltischem Magmatismus einerseits und mit sialisch-palingenen Aufschmelzungsprodukten andererseits gekennzeichnet. Die geotektonischen Konsequenzen für das Auftreten beider Arten von Magmatismus werden einführend und am Schluß eingehender erörtert. Tiefreichende Zerrungszonen führen zum Aufstieg basaltischer Magmen. Tiefversenkung von Sial unter mehr als 20–25 km Krustentiefe führt zur Mobilisation palingener Magmen, die meist rückwärtig aufsteigen. Die Magma-Schmierung solcher Aufstiegsbahnen ermöglicht in der geosynklinalen Oberkruste den Paroxysmus der Faltung. Sialwurzeln der Gebirge können nicht existieren. Dagegen bedingen die sauren Restschmelzen basaltischer Magmen während jeder Orogenese eine wesentliche Zufuhr von Sial in der Oberkruste.     

Macroscopic and structural changes at the incommensurate-normal phase transition in melilites

Summary The temperature-dependent structural and physical properties of melilites and their changes at the incommensurate-normal phase transition all are consistent with a model relating the formation of the incommensurately modulated (IC) structure to structural strain. This strain originates from an interplay between the size of the interlayer cation, its thermal vibration, and the size and deformation of the tetrahedral sheet. Consequently, the IC structure changes its properties continuously towards those of the high-temperature normal (N) phase as the IC-N phase transition is approached. Far below the transition temperature the modulation is rectangular and the structure can eventually be described by a static microdomain model. Besides chemical effects (essentially cation size), structural defects play a key role in the behaviour of the incommensurately modulated phase.

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Makroskopische und strukturelle Änderungen am inkommensurabel-normal Phasenübergang in Meliliten

Zusammenfassung Die temperaturabängigen strukturellen und physikalischen Eigenschaften der Melilite und ihre Änderungen am Phasenübergang von der inkommensurablen (IC) zur Normal(N)-Struktur sind konsistent mit einem Modell, das die Bildung der IC-Struktur durch strukturelle Verspannung erklärt. Die Verspannung entsteht durch die Wechselbeziehung zwischen der Größe des Zwischenschicht-Kations, seiner thermischen Schwingung und der Abmessung und Deformation der Tetraederschicht. Dementsprechend ändern sich die Eigenschaften der IC-Struktur bei Annäherung an den IC-N-Phasenübergang kontinuierlich in Richtung auf die Hochtemperatur-Normal-Struktur. Weit unterhalb der Übergangstemperatur ist die Modulation rechteckig und die Struktur kann durch ein statisches Mikrodomänen-Modell beschrieben werden. Neben chemischen Einflüssen (vor allem Radien der Kationen) spielen auch strukturelle Defekte eine Schlüsselrolle im Verhalten der IC-Phase.

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With 8 Figures     

Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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With 4 Figures     

Petrogenesis of the late-Delamerian gabbroic complex at Black Hill,South Australia: Implications for convective thinning of the lithospheric mantle

Summary A group of funnel-shaped gabbroic plutons at Black Hill, South Australia, consist of a lower series of layered peridotite, troctolite and olivine gabbro cumulates overlain by gabbronorites and potassic gabbronorites, the latter yielding a Sm-Nd isochron of 489 ± 39 Ma. Mineral assemblages in the gabbros record an olivine compositional hiatus (Fo_75-55) and a high temperature (1200-1000°C), low pressure (1 kbar), continental tholeiitic fractionation trend under moderate f_{O 2} (QFM) conditions. The liquid line of descent involved complex open system processes including recharge and crustal assimilation. In one pluton, fine-grained norites may reflect assimilation which resulted in an increaseda _SiO2 ^liquid causing orthopyroxene to crystallize prior to plagioclase.All the gabbros, including the most primitive peridotites, are LREE and incompatible element enriched. Moreover, the calculated parental magma composition in equilibrium with the most primitive troctolite has high La/Yb, La/Nb, Ti/Y and low Rb/Ba, similar to that of basaltic dykes which cut the gabbroic complex. Such compositions are untypical of melts derived from the asthenosphere suggesting that the incompatible element enrichment is not simply due to small degrees of melting. Given the isotopic constraints (Nd_i 3.4 to –4.6,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7038-0.7065), this enrichment is not easily reconciled by crustal contamination either, and instead it is inferred to reflect an enriched lithospheric mantle source. Published data on mantle xenoliths from local Tertiary volcanoes overlap the isotopic and geochemical array of the gabbros and dykes, supporting this hypothesis.In conjunction with A-type granites and minor volcanic rocks, the gabbroic plutons form part of a high temperature, bimodal magmatic suite which intruded the Adelaide fold belt just after the cessation of convergent deformation during the Cambro-Ordovician Delamerian Orogeny. The appearance of such magmas is problematic since thick orogenic lithosphere severely restricts the likelihood of decompression melting in the asthenosphere. One solution to this dilemma is that convective thinning of the lithospheric mantle beneath the orogen promoted melting of hydrated, enriched regions within the lithospheric mantle. Such a model can reconcile the strong lithospheric mantle signature in the gabbros with the observation that their intrusion was coincident with uplift and the cessation of deformation.

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Die Petrogenese eines spätdelamerischen Gabbrokomplexes von Black Hill, Südaustralien: Schlußfolgerungen zur konvektiven Ausdünnung des lithospharischen Mantels

Zusammenfassung Eine Gruppe von trichterförmigen, gabbroiden Plutonen von Black Hill, Südaustralien, setzt sich aus einer unteren Serie von geschichteten Peridotiten, Troktoliten and Olivin-Gabbro-Kumulaten, die von Gabbro-Noriten und potassischen Gabbros überlagert werden, zusammen; letzgenannte Gesteine ergaben ein Sm-Nd Isochronenalter von 489 ± 39 Ma. Die Mineralzusammensetzungen der Gabbros belegen eine Mischungslücke bei Olivin (Fo_75-55). Die Gesteine folgen einem kontinentalen, tholeiitischen Fraktionierungstrend und kristallisierten bei hohen Temperaturen (1200-1000°C), unter niedrigem Druck ( 1 kbar) and moderatem fo₂ ( QFM). Wiederholte Magmenzufuhr und Krustenassimilation sind weitere zu beriicksichtigende, komplexe Prozesse, die sich in einem offenen System abspielten. Feinkörnige Norite von einem der Plutone könnten durch Assimilationsprozesse - she äußern sich in einer Erhöhung desa _SiO₂ ^liquid liquid - entstanden sein. In diesen Gesteinen kristallisierte Orthopyroxen vor Plagioklas.Alle Gabbros, einschließich der primitivsten Peridotite, sind an LREE und inkompatiblen Elementen angereichert. Die berechnete Zusammensetzung des Ausgangsmagmas, das im Gleichgewicht mit dem primitivsten Troktolit steht, weist hohe La/Yb, La/Nb, Ti/Y and niedrige Rb/Ba auf. Basaltische Dykes, die die Gabbros durchsetzen zeigen ähnliche Elementverhältnisse. Derartige Zusammensetzungen sind untypisch für astenosphärische Schmelzen und belegen, daß die Anreicherung an inkompatiblen Elementen nicht einfach nur mit geringen Aufschmelzungsraten zu erklären ist. Auf Grund der Isotopendaten (Nd_i 3.4 to -4.6,⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr_i 0.7038–0.7065) kann these Anreicherung auch nicht leicht mit Krustenkontamination erklärt werden. Vielmehr wird eine angereicherte, lithosphärische Mantelquelle vermutet. Publizierte Daten an Mantelxenolithen von tertiären Vulkanen zeigen sehr ähnliche isotopische und geochemische Zusammensetzungen and belegen these Hypothese.Gemeinsam mit A-Typ Graniten und untergeordnet, vorkommenden, vulkanischen Gesteinen sind die Gabbros Teil einer hochtemperierten bimodalen, magmatischen Serie, die den Adelaide Fold Belt postdeformativ, während der kambro-ordovizischen delamerischen Orogenese, intrudierten. Das Vorkommen solcher Magmen ist problematisch, da die Präsenz dicker, orogen gebildeter Lithosphäre die Möglichkeit der Dekompressions-Aufschmelzung der Astenosphäre stark vermindert. Eine mögliche Lösung dieses Dilemmas ist, daß konvektives Ausdünnen des lithosphärischen Mantels unterhalb der Orogenzone das Aufschmelzen von hydratisierten, angereicherten Regionen innerhalb der Lithosphäre förderte. Dieses Modell bringt die Beobachtungen, daß die Gabbros einerseits eine lithosphärische Signatur zeigen, andererseits aber während der Hebungsphase und am Ende des Deformationsgeschehens intrudierten, in Einklang.

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With 15 Figures     

Copper-substituted manganese-denningites,Mn(Mn1−x Cu x )(Te2O5)2 (0 ≤x ≤ 1): Synthesis and crystal chemistry

Summary The crystal structures of copper-substituted manganese-denningites, Mn(Mn_1–x Cu _x )(Te₂O₅)₂ (0 x 1), were refined in space groupP4₂/nbc from single-crystal X-ray data. Single crystals with different degree of Cu-substitution suitable for X-ray investigation were synthesized under hydrothermal conditions, varying the Cu/Mn ratio and thepH-value. One main feature of the crystal structure is the distribution of Mn and Cu atoms among an eight and a six-coordinated site, respectively. Bond strength calculations support the site occupancies of the MnO₈-polyhedra and MeO₆-octahedra (Me = Cu., Mn_1–x ). The decrease in length of the four Me^[6]-O bonds clearly correlates with the increase of the Cu-substitution resulting in a distortion of the octahedra according to the Jahn-Teller effect of divalent copper. The stronger decrease of the lattice parameterc as compared toa is probably due to the variations of the bond lengths.

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Kupfer-substituierte Mangan-Denningite, Mn(Mn_1–x Cu _x )(Te₂O₅)₂ (0 x 1): Synthese und Kristallchemie

Zusammenfassung Die Kristallstrukturen von Kupfer-substituierten Mangan-Denningiten, Mn(Mn_–x Cu _x )(Te₂O₅)₂ (0 x 1) wurden mittels Einkristall-Röntgenbeugungsdaten in der RaumgruppeP4₂/nbc verfeinert. Geeignete Einkristalle mit unterschiedlich starker Cu-Substitution wurden unter hydrothermalen Bedingungen durch Variieren des Cu/Mn-Verhältnisses bzw. despH-Wertes dargestellt. Ein wesentlicher struktureller Gesichtspunkt ist die Verteilung der Mn und Cu-Atome auf eine acht- bzw. sechskoordinierte Punktlage. Die Verringerung von vier Me^[6]-O Bindungslängen ist klar korrelierbar mit zunehmender Cu-Substitution, und führt zu einer Verzerrung der Oktaeder gemäß dem für zweiwertiges Kupfer bekannten Jahn-Teller Effekt. Bindungsstärkenberechnungen belegen die Besetzung der MnO₈-Polyeder und MeO₆-Oktaeder (Me = Cu _x Mn_1–x ). Die bevorzugte Verkleinerung der Gitterkonstantec gegenübera kann auf die Variationen der Bindungslängen zurückgeführt werden.

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Dedicated to Prof Dr. Josef Zemann on the occasion of his 70th birthday

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With 10 Figures     

Sub-greenschist facies assemblages of metabasites from south-eastern Peloritani range (NE-Sicily)

Summary Pre-Hercynian magmatic rocks are widespread in the Palaeozoic basement of the Peloritani range. The metabasites of the Mongiuffi-Melia and Gallodoro areas represent the largest and the most important lower-Ordovician magmatic products of this range. These rocks were metamorphosed during the Hercynian event and preserve relict igneous minerals and textures. A detailed study of the metamorphic assemblages has allowed the identification of two stages of metamorphic crystallisation; they are mainly distinguished by the differentXCO₂ of the fluid phase. The first metamorphic event produced three calcite-free sub-greenschist facies assemblages that contain ubiquitous quartz+albite+titanite+chlorite+epidote along with pumpellyite or prehnite or actinolite. The second metamorphic episode produced a Calcite+Chlorite assemblage, non-diagnostic to evaluate P-T conditions of metamorphism. The first stage assemblages are only preserved in small domains of the rock. As even very low amounts of CO₂ in the fluid phase drastically inhibit the formation of diagnostic sub-greenschist facies calc-silicate assemblages, it appears that a more CO₂-rich fluid must have been introduced during the second event. We suggest that this introduction of more CO₂-rich fluid occurred during the development of S₂ crenulation cleavage.

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Sub-grünschieferfazielle Mineralvergesellschaftungen in Metabasiten der südöstlichen Peloritani Range (NE Sizilien)

Zusammenfassung Prähercynische magmatische Gesteine sind weitverbreitet im paläozoischen Basement der Peloritani Range. Die Metabasite aus dem Mongiuffi-Melia und dem Gallodoro Gebiet sind die größten und wichtigsten magmatischen Produkte des unteren Ordoviziums in diesem Gebiet. Sie wurden während der hercynischen Orogenese metamorphisiert und sie bewahren reliktische magmatische Minerale und Strukturen. Eine Detailstudie der metamorphen Mineralvergesellschaftungen erlaubt die Identifikation von zwei metamorphen Kristallisationsstadien, die sich hauptsächlich im XCO₂ der fluiden Phase unterscheiden. Das erste Ereignis resultierte in der Bildung von drei Calcit-freien sub-grünschieferfaziellen Mineralvergesellschaftungen, die verbreitet Quarz+Albit+Titanit+Chlorit+Epidot mit Pumpellyit oder Prehnit oder Aktinolith führen. Die zweite metamorphe Episode führte zur Bildung der Vergesellschaftung Calcit+Chlorit; diese ist für die Abschätzung der P-T Bedingungen der Metamorphose ungeeignet. Die erste Vergesellschaftung ist nur in kleinen Domänen in den Gesteinen erhalten geblieben. Da bereits sehr geringe Mengen an CO₂ in der fluiden Phase die Bildung der diagnostischen sub-grünschieferfaziellen kalk-silikatischen Mineralassoziation verhindern, scheint es, daß das CO₂-reiche Fluid während des zweiten Stadiums zugeführt wurde. Wir meinen, daß die Zufuhr dieser CO₂-reichen Fluide während der Entwicklung der S2 Krenulationsschieferung erfolgt sein muß.

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With 6 Figures     

Understanding Vesuvius magmatic processes: evidence from primitive silicate-melt inclusions in medieval scoria clinopyroxenes (Terzigno Formation)

Summary Microthermometric investigations of silicate-melt inclusions and electron microprobe analyses were conducted on experimentally homogenized silicate-melt inclusions and on the host clinopyroxenes from 4 scoria samples of different layers from the Mt. Somma-Vesuvius medieval eruption (Formazione di Terzigno, 893 A.D.). The temperature of homogenization, considered the minimum trapping temperature, ranges from 1190 to 1260 ± 5 °C for all clinopyroxene-hosted silicate melt inclusions.The major and minor-element compositional trends shown by Terzigno scoria and matrix glass chemical analysis are largely compatible with fractional crystallization of clinopyroxene and Fe-Ti oxides. Sulfur contents of the homogenized silicate-melt inclusions in clinopyroxene phenocrysts compared with that in the host scoria show that S has been significantly degassed in the erupted products; whereas, Cl has about the same abundance in the inclusions and in host scoria. Fluorine is low (infrequently up to 800 ppm) in the silicate-melt inclusions compared to 2400 ppm in the bulk scoria.Electron microprobe analyses of silicate-melt inclusions show that they have primitive magma compositions (Mg# = 75-91). The composition of the host clinopyroxene phenocrysts varies from typical plinian-related (Mg#85) to non plinian related (Mg#85). The mixed source of the host clinopyroxenes and primitive nature of the silicate-melt inclusions implies that these phenocrysts, in part, may be residual and/or have a polygenetic origin. The similar variation trends of major and minor-elements between homogenized silicate-melt inclusions from the Terzigno scoria, and silicate-melt inclusions in olivine and diopside phenocrysts from plinian eruptions (Marianelli et al., 1995) suggest that the trapped inclusions represent melts similar to those that supplied the plinian and sub-plinian magma chambers. These geochemical characteristics suggest that the Vesuvius magmatic system retained a vestige of the most recent plinian event.

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Primitive Silikatschmelz-Einschlüsse in Klinopyroxenen aus mittelalterlichen Schlaken der Terzigno Formation — Ein Beitrag zum besseren Verständnis der magmatischen Prozesse des Vesuvs

Zusammenfassung Mikrothermometrische Untersuchungen von Silikatschmelz-Einschlussen und EMS Analysen wurden an experimentell homogenisierten Silikatschmelz-Einschlussen und an Klinopyroxenen von vier Schlackenproben durchgeführt. Die Proben stammen aus verschiedenen Lagen der mittelalterlichen Mt. Somma-Vesuv Eruption (Terzigno Formation, 893 n. chr.). Die Homogenisierungstemperaturen, sie werden als die minimalen Einschlußtemperaturen interpretiert, reichen von 1190–1260±5 °C.Die Trends der Haupt- and Spurenelemente der Terzigno Schlacken and des MatrixGlases sind weitgehend mit fraktionierter Kristallisation von Klinopyroxen und Fe-TiOxiden kompatibel. Der Vergleich der Schwefel-Gehalte der homogenisierten Einschlüsse in den Klinopyroxen-Phdnokristallen mit denen der Schlacken zeigt, daß beträchtliche Mengen an Schwefel in den Eruptionsprodukten durch Entgasung verlorengingen. Chlor hingegen zeigt in etwa die gleiche Verteilung in den Einschlüssen und in der Wirtsschlacke. Die Fluorgehalte in den Einschlüssen (selten bis zu 800 ppm) Bind im Vergleich zu den Schlacken (2400 ppm) niedrig.EMS-Analysen der Silikatschmelz-Einschlüsse belegen eine primitive Schmelzzusammensetzung (#Mg = 75–91). Die Zusammensetzung der Klinopyroxen-Phänokristalle variiert zwischen plinianischen Typen (#Mg 85) und nicht-plinianischen (#Mg85). Die heterogene Quelle der Klinpyroxene and die primitive Natur der Einschlüsse lassen vermuten, daß die Phänokristalle residualen und/oder polygenetischen Ursprungs sind. Ähnliche Haupt- und Spurenelementtrends der untersuchten Einschlüsse mit jenen von Einschlüssen in Olivin- und Diopsid-Phänokristallen aus plinianischen Eruptionen (Marianelli et al., 1995) legen die Vermutung nahe, daß die Einschlüsse ähnliche Schmelzen repräsentieren, wie jene, die die plinianischen und die sub-plinianischen Magmenkammern versorgt haben. Diese geochemischen Charakteristika belegen, daß das magmatische System des Vesuvs eine Spur des jüngsten plinianischen Ereignisses bewahrt hat.

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With 11 Figures