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     

Coexisting copper sulphides and sulphosalts in the Abakaliki Pb-Zn deposit,lower Benue Trough (Nigeria) and their genetic significance

Summary The Abakaliki lead-zinc deposit in the lower Benue Trough (Nigeria) represents the largest of a series of fracture controlled base metal deposits within the Lower Cretaceous (Albian) Asu River Group shales. Field evidence, ore microscopy and electron microprobe analysis of the lodes, suggest that the vein mineralization commenced with pre-ore precipitation of diagenetic marcasite, pyrite and minor gel-like colloform textured schalenblende and galena especially at the vein/wall rock contacts. This was succeeded by an ore stage consisting mainly of sphalerite, galena, chalcopyrite and pyrite. Accessories include bournonite and boulangerite. There was also a later introduction of complex intergrowths comprising bornite, chalcocite, enargite, and tennantite. In addition a lead/iron bearing copper sulphide and a copper bismuth sulphide of wittichenite composition (Cu₆Bi₂SO₆), the optical parameters of which do not agree with those of wittichenite, were also introduced. The late stage copper sulphides and sulphosalts were formed as replacements of earlier lower temperature (ca. 170°C) main phase mineralization, when temperature rose in minimum up to 230°C.

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Koexistierende Kupfer-Sulfide und Sulfosalze in der Blei-Zink-Iagerstätte Abakaliki, Unterer Benue-Graben (Nigeria) und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Die Blei-Zink-Lagerstätte Abakaliki im Unteren Benue-Graben (Nigeria) ist die größte einer Reihe von durch Bruchstrukturen bestimmten Buntmetallagerstätten innerhalb der unterkretazischen (Albian) Asu River Group Shales. Geländebeobachtungen, Erzmi-kroskopie undzeigen, Mikrosondenanalysen zeigen, daß die Gangmineralisation mit der Ablagerung von diagenetischem Markasit, Pyrit und, in kleinerem Ausmaß gel-ähnlicher kolloformer Schalenblende und Bleiglanz, besonders an den Kontaktzonen zwischen Gängen und Nebengestein begonnen hat. Darauf folgte ein Stadium der Erzablagerung, wobei es hauptsächlich zur Bildung von Zinkblende, Bleiglanz, Kupferkies und Pyrit kam. Bournonit und Boulangerit kommen als Nebengemengteile vor. Schließlich gab es eine spätere Bildung von komplexen Verwachsungen, die aus Bornit, Kupferglanz, Enargit und Tennantit bestehen. Außerdem kam es zum Absatz eines Blei-Eisenführenden Kupfersulfids und eines Kupfer-Wismut-Sulfids, dessen Zusammensetzung mit der von Wittichenit (Cu₆B2₂S₆) übereinstimmt, dessen optische Parameter jedoch anders sind. Die späten Kupfersulfide und Sulfosalze wurden durch Verdrängung von früheren Tieftemperaturerzen (ca. 170°C) der Hauptphase gebildet, wo die Temperaturen mindestens bis auf 230°C anstiegen.

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With 4 Figures     

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

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

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Bestimmung der refraktären Goldverteilung durch Mikroanalyse, diagnostisches Leaching und Bildanalyse

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

     

Ore mineral relations in the Cuyuna sulfide deposit,Minnesota

The Cuyuna sulfide deposit is located in south central Aitkin County in an outlying area of the Cuyuna Iron Range, Minnesota. The principal ore minerals are pyrrhotite and pyrite, whereas magnetite and marcasite are subordinate. In addition, sphalerite, chalcopyrite, arsenopyrite, ilmenite, covellite, hematite, and goethite are present in minor quantities. Four generations of pyrite two generations of marcasite and three generations of Magnetite have been recorded. The genetic and textural relations displayed by the ore minerals indicate that an iron formation, originally containing sedimentary sulfide and carbonate facies, was profundly modified through subsequent metamorphic and supergene events.

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Zusammenfassung Die Sulfidlagerstätte von Cuyuna liegt im Aitkin County, Minnesota, in einem Seitenzweig der Cuyuna Iron Range. Magnetkies und Pyrit sind die häufigsten Minerale, während Magnetit und Markasit untergeordnet vorkommen, neben geringeren Mengen von Zinkblende, Kupferkies, Arsenopyrit, Ilmenit, Covellin, Hämatit und Goethit. Vier Generationen von Pyrit, zwei von Markasit und drei von Magnetit wurden beobachtet. Ihre Herkunft ist abgeleitet und die gegenseitigen Beziehungen gedeutet, insbesondere eine hier zum erstenmal festgestellte Relation zwischen Markasit und bestimmten Pyritgenerationen. Aus den Gefügemerkmalen dieser Erze wird ihre Entstehung wie folgt gedeutet: Es handelt sich um eine ursprüngliche Eisenerzformation mit sulfidischer und carbonatischer Facies; diese Formation wurde umgestaltet durch metamorphe und deszendente Prozesse.

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This paper was presented at the International Meeting of the GAC, MAC, MSA, and AZOPRO, at Queen's University, Kingston, Ontario, Canada, August 18 — September 6, 1967.     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

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

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

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

     

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.

     

Greenockite from the Madjarovo Pb-Zn Ore District,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary A new occurrence of greenockite is described from the Madjarovo ore district, Bulgaria. The mineral is closely associated with sphalerite and galena. Spectral reflectance and VHN data are, for the first time, given for chemically analyzed greenockite. Textural and geochemical evidence indicate a hypogene formation of greenockite, which crystallized during the late stages of the lead-zinc mineralization.

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Greenockit aus den Pb-Zn Lagerstätten des Madjarovo-Distrikts, Ost-Rhodopien, Bulgarien

Zusammenfassung Es wird ein neues Vorkommen von Greenockit aus dem Madjarovo-Erzdistrikt, Bulgarien, beschrieben. Das Mineral tritt in enger Verwachsung mit Zinkblende und Bleiglanz auf. Spektrale Reflexionsdaten und Mikrohärtewerte, gemessen an chemisch analysiertem Greenockit, werden erstmals mitgeteilt. Texturelle Beziehungen und geochemische Hinweise deuten auf eine hypogene Bildung des Greenockits, der sich in der Spätphase der Blei-Zink Mineralisation bildete.

     

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

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

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

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

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With 7 Figures     

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     

The Mount Nansen gold-silver deposit,Yukon territory,Canada

The Mount Nansen ore deposit consists of a system of narrow steeply dipping veins in metamorphic rocks of Precambrian to Paleozoic age, andesitic volcanics and granodioritic to granitic intrusives of Mesozoic age, and Cretaceous to early Tertiary dacitic porphyries.Pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and freibergite are the main constituents of the sulphide ore which has been mined for its gold and silver content. In parts of the mine the sulphide minerals are altered to a complex association of secondary minerals. No supergene enrichment zones have formed, suggesting very limited transport during alteration as a possible result of the existing permafrost conditions. Statistical evaluations of gold and silver assay data indicate a down-dip decrease of the silver content and a more uniform gold distribution.Two possible metallogenetic explanations are given: 1. a hydrothermal origin of the deposit as a final phase of the Cretaceous-early Tertiary magmatic episode 2. a source horizon concept with the metal content of the ore deposit having been derived from the surrounding country rocks.

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Zusammenfassung Die Mount Nansen Lagerstätte setzt sich aus einem System geringmächtiger, steil einfallender Gänge zusammen. Diese durchsetzten präkambrische bis paläozoische Gesteine, mesozoische, andesitische Extrusiva und granodioritische bis granitische Intrusiva sowie kretazische bis frühtertiäre dazitische Porphyre.Pyrit, Arsenkies, Zinkblende, Bleiglanz und Freibergit sind die Hauptbestandteile des sulfidischen Erzes, welches seines Gold- und Silbergehaltes wegen abgebaut wurde. Die Sulfidmineralien wurden in gewissen Abschnitten der Mine zu einer komplexen Vergesellschaftung sekundärer Erze umgewandelt. Die Abwesenheit einer supergenen Anreicherungszone kann auf die herrschenden Permafrostbedingungen zurückgeführt werden, welche nur einen limitierten Stofftransport während der Verwitterung zuließen. Die statistische Auswertung der zahlreichen Gold- und Silberanalysenresultate lassen eine Abnahme des Silbergehaltes nach der Teufe und eine eher gleichmäßige Verteilung des Goldgehaltes erkennen.Zwei metallogenetische Deutungen werden für das Lager diskutiert. Erstens eine hydrothermale Herkunft als abschließende Phase des kretazischen bis frühtertiären Magmatismus, und zweitens eine pseudohydrothermale Herkunft (source horizon concept), wobei das umliegende Nebengestein als Quelle für die Metallgehalte des Lagers betrachtet wird.

     

Magnetites from a sulphide bearing iron ore formation in Sweden

Magnetite coexisting with sulphides from an iron ore formation in northern Sweden has been investigated with micro-probe and X-ray methods. The Mg/Mg + Fe ratio in magnetite can be correlated with the presence or absence of coexisting pyrite, indicating varying sulphur pressure in the rocks. Sulphurization of magnetite is assumed to be responsible for the introduction of Mg into the magnetite structure.

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Zusammenfassung Magnetit aus einem Eisenerz Nordschwedens, der zusammen mit Eisensulfiden vorkommt, wurde mittels Elektronen-Mikrosonde und Röntgenbeugung untersucht. Das Mg/Mg + Fe Verhältnis des Magnetits wurde zu der Anwesenheit oder dem Fehlen von Pyrit in Beziehung gesetzt. Es zeigt sich, daß unterschiedliche Schwefeldampfdrucke in den Gesteinen geherrscht haben müssen. Die Sulfidisierung des Magnetits wird für den Einbau des Mg in die Magnetit-Struktur verantwortlich gemacht.

     

Mercury dispersion halos as ore guides for massive sulfide deposits,West Shasta district,California

In the West Shasta district, California, flat-lying deposits of massive pyrite containing chalcopyrite, sphalerite, galena, and tetrahedrite occur within a section of unmineralized rhyolites and tuffs. Mercury was determined in residual soils derived from apparently unmineralized rocks at stratigraphic levels from 50 to 200 feet over known ore at the Early Bird, Keystone, and Mammoth mines. In each case, pronounced mercury anomalies were found. The mercury content of anomalous soils ranges up to 340 ppb (parts per billion, 10^–9 g/g) over a background of 20 to 60 ppb.

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Zusammenfassung Geochemische Untersuchungen im West-Shasta-Distrikt (California/USA) zeigten, daß über den bekannten, aber verborgenen Erzkörpern der Early Bird, der Keystone-und der Mammoth-Mine Quecksilber-Anomalien in Residualböden auftreten. Die flach liegenden, linsenförmigen Erzkörper bestehen aus massivem Pyrit, kleineren Mengen Kupferkies und untergeordnet Bleiglanz, Zinkblende, Fahlerz, Magnetkies und Magnetit. Sie werden von unmineralisierten Rhyolith- und Tuffhorizonten überlagert, die im Bereich der untersuchten Vorkommen etwa 20 bis 70 m mächtig sind. Anomale Bodenproben enthalten bis zu 340 ppb Quecksilber. Die Untergrund-Werte liegen in einem Bereich zwischen 20 und 60 ppb Hg.

     

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     

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.     

Eine Sulfidparagenese mit kupferhaltigem Zonarpyrit von Nukundamu/Fiji

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

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

     

Sulphide minerals in early Archean chemical sedimentary rocks of the eastern Pilbara district, Western Australia

Summary The occurrence and paragenesis of sulphide minerals in chemical sedimentary rocks from the McPhee and the Towers Formations of the Warrawoona Group, eastern Pilbara Craton were examined, in order to evaluate the Archean sedimentary environment. The chemical sedimentary facies of both formations are comprised of chert or chertcarbonate units, which are highly depleted in detrital materials. The cherty rocks are mostly composed of microcrystalline quartz, containing significant types of syndepositional (or diagenetic) sulphide minerals. In particular, the cherty rocks in the Towers Formation (North Pole Chert, Marble Bar Chert) include primary sulphide minerals, such as pyrite, chalcopyrite, sphalerite, monoclinic pyrrhotite, pentlandite, gersdorffite and millerite. This assemblage and the measured FeS content (8.4–10.4 mol%) of sphalerite associated with the Fe-sulphide minerals suggest that the cherty rocks were formed under reducing conditions at temperatures below 200°C (about 150°C), and also that the metamorphic temperature of the rocks was less than 325 °C. Furthermore, the virtual absence of detrital materials and the minor element compositions imply that the cherty rocks of the eastern Pilbara Block were formed by rapid precipitation from reducing hydrothermal solutions.

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Sulfide in chemischen sedimentgesteinen des älteren Archaikums im östlichen Pilbara block, Westaustralien

Zusammenfassung Das Auftreten und die Paragenese von Sulfiden in chemischen Sedimentgesteinen der McPhee und der Towers Formation der Warrawoona Gruppe, östlicher Pilbara Block, wurden untersucht, um das sedimentäre Milieu im Archaikum besser abschätzen zu können. Die chemisch-sedimentäre Fazies beider Formationen besteht aus Chert- oder Chert-Karbonat-Einheiten, die hochgradig an detritärem Material verarmt sind. Die Cherts bestehen aus mikrokristallinem Quartz, der beträchtliche Mengen an syngenetischen bzw. syndiagenetischen Sulfiden enthält. Vor allem die Cherts der Towers Formation (North Pole Chert, Marble Bar Chert) führen Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, monoklinen Magnetkies, Pentlandit, Gersdorffit und Millerit als primäre Sulfide. Diese Vergesellschaftung und die gemessenen FeS-Gehalte der mit den Fe-Sulfiden assoziierten Zinkblende (8.4–10.4 Mol%), weisen darauf hin, daß die Cherts unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen unter 200°C entstanden sind und daß die Matamorphosetemperatur 325 °C nicht überschritten hat. Das Fehlen detritärer Sedimentkomponenten und die Spurenelementzusammensetzungen lassen darauf schließen, daß die Cherts im östlichen Pilbara Block durch rasche Ausfällung aus reduzierenden hydrothermalen Lösungen entstanden sind.

     

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

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

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

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

     

Platinum-, palladium- and gold-rich arsenide ores from the Kylmäkoski Ni-Cu deposit

Summary The Kylmäkoski deposit consists of a disseminated primary Ni-Cu mineralization hosted by a differentiated ultramafic body. It also shows sulfide veins (tens of meters long and up to 20 cm thick) that evolve laterally to massive Ni-arsenide ores. In these sulfide/arsenide veins, three different ore assemblages can be distinguished: 1) sulfide ores (S ores) composed of pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of cubanite, sphalerite and argentopentlandite which locally occurs intergrown with Ag-free pentlandite; 2) sulfide/arsenide ores (S/As ores) made up of the former S ores corroded and replaced by nickeline (locally with graphite), with gersdorffite filling discordant veins, abundant minute grains of sudburyite and accessory molybdenite, ullmanite, stibnite, galena and breithauptite; 3) arsenide ores (As ores) composed of nickeline, maucherite and disseminated, zoned cobaltite, with minor chalcopyrite, cubanite, sperrylite, sudburyite, electrum, galena, altaite and pilsenite. These veined ore assemblages were generated by the remobilization of primary, late magmatic arsenide-rich ores (well represented in the Vammala mine) by the intrusion of pegmatitic fluids derived from the partial melting of the metasedimentary country rocks.The early fractional crystallization of the monosulfide solid solution produced a residual As-rich melt that collected most noble metals (specially Pt, Pd and Au) leaving the primary Ni-Cu sulfide ores impoverished in these elements. In fact, late magmatic arsenide ores from Vammala contain up to 42.5 ppm Pd (in the form of extremely fine inclusions of sudburyite in nickeline and maucherite, and dissolved in trace amounts in the lattice of the latter Ni arsenides) and 9.6 ppm Au (concentrated in abundant minute inclusions of electrum in Ni arsenides). Later, during the remobilization of the primary arsenide ores of Kylmäkoski, Pd concentrated both in S/As and As ores in the form of sudburyite and in a rare PdBi compound. It also occurs in trace amounts in nickeline from S/As ores and in maucherite from As ores. Pt mainly concentrated in As ores as sperrylite and, in minor amounts in pilsenite and in cobaltite coronas around sperrylite. It occurs in trace amounts in the cores of zoned cobaltite. Gold is always present in the form of irregular grains of electrum in As ores.

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Pt- Pd- und Au-reiche Arseniderze von der Ni-Cu Lagerstätte Kilmäkoski (Vammala Nickel-Gürtel, SW Finnland)

Zusammenfassung Die Lagerstätte Kilmäkoski ist eine disseminierte primäre Ni-Cu-Vererzung, die in einem differenzierten ultramafischen Körper aufsitzt. Hier treten auch Sulfid-Gänge, die bis zu Zehnern von Metern lang und bis zu 20 cm mächtig sein können, auf; aus diesen entwickeln sich lateral massive Nickel-Arsenid Erze. Drei Erzparagenesen können in diesen Sulfid-Arsenid-Gängen unterschieden werden: 1. Sulfidische Erze mit Pyrrhotin, Pentlandit, Kupferkies und geringen Mengen von Cubanit, Zinkblende und Argentopentlandit der örtlich mit Ag-freiem Pentlandit verwachsen ist 2. Sulfid-Arsenid Erze, die aus korrodierten und durch Rotnickelkies verdrängten Sulfid-Erzen bestehen. Diese führen örtlich Graphit, Gersdorffit kommt als Füllung diskordanter Gänge vor. Außerdem gibt es verbreitet kleine Körner von Sudburyit und akzessorischem Molybdänit, Ullmanit, Antimonglanz, Bleiglanz und Breithaup tit. 3. Arsenid-Erze, die aus Rotnickelkies, Maucherit und disseminiertem, zonarem Kobaltit, mit Kupferkies, Cubanit, Sperrylit, Sudburyit, Elektrum, Bleiglanz, Altait und Pilsenit als Nebengemengteile bestehen. Diese gangförmigen Erzparagenesen entstanden durch die Remobilisation von primären, spätmagmatischen Arsenidreichen Erzen, die in der Vammala-Mine sehr gut aufgeschlossen sind, und auf die Intrusion pegmatitischer Fluide zurückgehen, die durch teilweises Aufschmelzen der metasedimentären Nebengesteine entstanden sind.Die frühe fraktionierte Kristallisation der Monosulfid Solid Solution führte zu einer residualen As-reichen Schmelze, die den Großteil der Edelmetalle (besonders Pt, Pd und Au) aufgenommen und die primären Ni-Cu Sulfiderze an diesen Elementen verarmt zurückgelassen hat. Spätmagmatische Arseniderze aus Vammala enthalten bis zu 42,5 ppm Pd (in Form von extrem feinkörnigen Einschlüssen von Sudburyit in Rotnickelkies und Maucherit, und als Spurengehalte im Gitter der späten Nickel-Arsenide), sowie 9,6 ppm Au, das hauptsächlich in den verbreiteten winzigen Einschlüssen von Electrum in Nickelarseniden vorkommt. Während der späteren Remobilisierung der primären Arseniderze von Kylmäkoski wurde Pd sowohl in S/As und As-Erzen in der Form von Sudburyit und in einer seltenen Pd-Bi Verbindung konzentriert. Es kommt auch als Spurenelement im Rotnickelkies aus S/As-Erzen und im Maucherit aus As-Erzen vor. Pt is vorwiegend in As-Erzen konzentriert, und zwar als Sperrylit, sowie in geringen Mengen in Pilsenit und in Colbaltit-Rändern um Sperrylit. Es kommt in Spurenelementen in den Kernen von zonaren Kobaltiten vor. Gold liegt stets in Form unregelmäßiger Elektrum-Körner in As-Erzen vor.

     

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.

     

Sedimentäre Barytgefüge im Wettersteinkalk der Gailtaler Alpen

Zusammenfassung Barytlager, die an stratigraphische Horizonte innerhalb des oberen Wettersteinkalkes (Ladin) von Bleiberg (Gailtaler Alpen) gebunden sind, werden als synsedimentäre Bildungen aufgefaßt. Für diese Erklärung sprechen allmähliche Übergänge der Barytschichten zum normalen Kalkgestein und die Einbeziehung raumrhythmischer Barytfeinschichten in die paradiagenetischen Formungen des umgebenden Sedimentes. Die Mineralparagenese der Rhythmite umfaßt ferner Fluorit, Quarz, Calcit, Zinkblende, Bleiglanz, Pyrit, Markasit und Tonminerale, für die dieselbe Genese gilt. Der Baryt tritt in Form dünntafeliger Kristalle auf, die nach der Gestalt mehr oder weniger deutlich in die Schichtflächen eingeregelt sind. Als Ursachen hierfür und für die Konturengestaltung der tafeligen Begrenzungsflächen werden mechanische Anlagerung von schwebend gebildeten Kriställchen, hauptsächlich aber anschließende chemische. Anlagerung, d. h. Weiterwachsen der Kristalle im Bereich der Sedimentationsoberfläche, und Setzung für wahrscheinlich gehalten. Als Stofflieferanten für die Paragenese werden submarin-hydrothermale Lösungen angenommen.

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Summary Barite deposits are found only within the upper Wetterstein limestone (Ladinian) or Bleiberg (Gailtal Alps). They are considered to be synsedimentary formations. This explanation is substantiated by gradual transitions of the barite layers to ordinary limestone and the joint paradiagenetic deformation of the rhythmic barite laminites and the surrounding sediment. The mineral paragenesis of the rhythmites further comprises fluorite, quartz, calcite, sphalerite, gelena, pyrite, marcasite, and clay minerals which were formed in the same way. Barite occurs in the form of crystal platelets which, due to their shape, were deposited in the direction of the strata. This direction of deposition as well as the contours of the crystals are due to the mechanical deposition of the small crystals formed while floating, mainly however, to the subsequent chemical deposition. This means that growth of the crystals within the sedimentation surface and compaction are likely. Submarine hydrothermal solutions are considered to have supplied the material for the paragenesis.

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Mit 8 Textabbildung