The evolution of the fluid phase during the crystallization of granite types: Salmi pluton,Karelia, Russia

Summary Two main geochemiscl types of granites are distingushed in the Salmi pluton: 1) ovoid biotite-hornblende granites, 2) non-ovoid biotite granites. The first one is characterized by higher CO₂, CO and CH₄ concentrations. The second type is rich in fluorine and shows similarities with rare metal Phanerozoic granites. Both granite types began to crystallize when P_f, < P_tot, but non-ovoid granites, which crystallized in a wider temperature range, reached conditions P_f, > PO_tot at the final stage. The mole fraction of carbon group gases (CO₂, CO and CH₄) decreases and that of H₂O increases in all granites from early crystallizing minerals to those of late crystallization.Compositional differences between ovoid biotite-hornblende and non-ovoid biotite granites are due to differences in the protolith composition.

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Die Evolution der fluiden Phase während der Kristallisation von Graniten, Salmi Pluton, Karelia, Russland

Zusammenfassung Zwei geochemisch charakterisierte Granittypen können innerhalb des Salmi Plutons unterschieden werden: 1) ein ovoidaler Biotit-Hornblende-Granit, und 2) ein nichtovoidaler Biotit-Granit. Der erste Typ ist durch höhere Konzentrationen von CO₂, CO und CH₄ charakterisiert; der zweite Granittyp ist reich an Fluor und zeigt Ähnlichkeiten mit phanerozoischen Graniten, die seltene Metalle führen. Beide Granittypen beginnen bei P_fl, < P_tot, zu kristallisieren, nicht-ovoidale Granite jedoch, deren Kristallisation in einem weiteren Temperaturbereich abläuft, erreichen im Finalstadium der Kristallisation P_fl > P_tot,-Bedingungen. In allen Graniten sinkt die Molfraktion der Kohlenstoffgasgruppe (CO₂, CO und CH₄) bei gleichzeitigem Anstieg von H₂O, wenn man frühe Kristallisationsphasen mit späten vergleicht.Die Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen den ovoidalen und nichtovoidalen Graniten sind auf Unterschiede in der Protolith-Zusammensetzung zurückzuführen.

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With 2 figures     

Granitic evolution of the Xihuashan-Dangping (Jiangxi,China) Tungsten-Bearing system

Summary Geochemical investigations have been carried out on the granites associated with the intragranitic wolframite vein type deposits of Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China). The behaviour of major elements during evolution is identical to that of many evolved granites in orogenic provinces but trace elements and in particular REE indicate a complex magmatic and deuteric evolution. Partial melting or fractional crystallization fail to explain LREE and Eu depletions and HREE enrichments which are more likely due to volatile transfer. Sr isotopes give an age of 155±2 Ma and an initial ratio of 0.7169 excluding the involvement of wall-rock material in the generation of the granites. In addition they indicate that waters involved in the metasomatic and hydrothermal processes are not meteoric but rather magmatic. Suggestions for employment of the distinctive granite REE patterns for prospecting are given.

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Evolution der Granite im Gebiet der Wolframit-Lagerstätten von Xihuashan-Dangping (Jiangxi, China)

Zusammenfassung Die Wolframgänge von Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China) setzen in granitischen Gesteinen auf. Die geochemische Untersuchung der Granite läßt eine Evolution der Hauptelemente erkennen, die identisch mit der von Graniten in Orogen-Provinzen ist. Die Verteilung der Spurenelemente und besonders der SEE weist jedoch auf eine komplexe magmatische und deuterische Entwicklung hin. Partielle Aufschmelzung oder fraktionierte Kristallisation können die Verarmung an LSEE und Eu und die Anreicherung an HSEE nicht erklären; letztere sind eher auf Transport in volatiler Phase zurückzuführen. Geologische Untersuchungen ergeben auf der Basis von Strontium-Isotopen ein Alter von 155±2 Mio. Jahren und ein Initialverhältnis von 0,7169; dies schließt die Beteiligung von Nebengestein bei der Granitgenese aus. Darüber hinaus zeigen diese Ergebnisse, daß die für hydrothermale und metasomatische Prozesse verantwortlichen Wässer magmatischen Ursprungs sind. Bestimmte Verteilungsmuster der SEE in Graniten lassen sich als Hilfmittel bei der Prospektion verwenden.

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With 9 Figures     

Geochemistry and genesis of granitoid rocks from Southern Sri Lanka

Summary Pyroxene granulites of intermediate to felsic composition comprise a major part of the Precambrian terrain exposed in southern Sri Lanka. Chemical characteristics and field relations reveal that there are two closely associated groups of granitoids both occurring as discrete layers or deformed bodies. Granitic-adamellitic rocks are more common and can be distinguished from tonalitic-trondhjemitic rocks. Granitoids of these two groups and minor metabasalt and metadiorite/meta-andesite have been subjected to high-grade metamorphism and were mapped as charnockite or charnockitic rocks. Rocks of granitic composition are mostly meta-aluminous and, in the AFM diagram, fall in the tholeiitic field. These rocks are mainly A-type granites characterized by high K₂O/Na₂O, FeO/MgO and high Zr, Nb and LREE contents, most belonging to the relatively Ce- and Y-enriched A₂-type. Tonalitic rocks are meta-aluminous to per-aluminous and display a calc-alkaline trend. These rocks are classified as I-type, although some of them have very low K₂O and REE contents.Tonalites and granites are not products of a consanguineous fractionation process. In spite of their close field association, they appear to be polygenetic. The parent magmas of the A-type granites seem to have been differentiated melts derived from felsic continental crust. They were emplaced into normal or attenuated continental crust in a non-Compressive (extensional or trans-tensional) tectonic regime. Tonalites most probably represent volcanic arc granitoids emplaced in a compressive tectonic setting. Present intercalation of these polygenetic granitoids, generated in different tectonic environments, is a result of the complex tectonic activity which prevailed before or during Pali-African (550–610 Ma) granulite facies metamorphism.

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Geochemie und Genese von Granitoiden aus dem süchen Sri Lanka

Zusammenfassung Pyroxengranulite intermediärer bis saurer Zusammensetzung bilden einen Hauptbe standteil des präkambrischen Terrains im südlichen Sri Lanka. Chemische Untersuchungen und Feldbeziehungen ermöglichen die Unterscheidung von zwei räumlich eng assoziierten Gruppen von Granitoiden, die beide lagenförmig oder in Form deformierter Körper auftreten. Granitisch-adamellitische Gesteine sind häufiger und sind von tonalitisch-tronhjemitischen Gesteinen zu unterscheiden. Diese Granitoide und untergeordnet vorkommende Metabasalte und Metadiorite/Metaandesite wurden von hochgradiger Metamorphose erfaßt und als Charnockite bzw. charnokitische Gesteine kartiert. Gesteine granitischer Zusammensetzung sind meist metaluminös und fallen im AFM Diagramm ins Feld der Tholeiite. Es sind A-Typ Granite des an Ce und Y angereicherten A2-Subtyps mit hohem K₂O/Na₂O, FeO/MgO und hohen Gehalten an Zr, Nb und LREE. Tonalitische Gesteine sind met-bis peraluminös und folgen einem kalk-alkalischen Trend. Sie werden als I-Typ Granite klassifiziert, obwohl einige Proben sehr niedrige K₂O und REE Gehalte aufweisen. Die Tonalite und Granite sind nicht die Produkte eines cogenetischen Fraktionie rungsprozesses und sind, trotz ihrer räumlichen Assoziation, polygenetischen Ursprungs. Die Ausgangsmagmen der A-Typ Granite scheinen differentierte Schmelzen saurer krustaler Herkunft zu sein, die in normal dicker oder verdünnter Kruste in einem nicht kompressionellen tektonischen Regime (ex- oder transtensional) intrudierten. Die Tonalite sind wahrscheinlich in einem Kompressionsregime enstandene Granitoide eines Vulkanbogens. Das heutige Nebeneinander dieser polygnetischen, in unterschiedlichen geotektonischen Bereichen gebildeten, Granitoide ist das Ergebnis komplexer tektonischer Aktivität vor oder während der panafrikanischen (550–610 Ma) granulitfaziellen Metamorphose.

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With 11 Figures     

Proterozoic anorogenic magmatism in the Central Amazonian Province,amazonian araton: Geochronological,petrological and geochemical aspects

Summary In the Central Amazonian Province, the anorogenic granites are older in the eastern block (1.88 Ga, U-Pb; 1.8 - 1.6 Ga Rb-Sr and K-Ar) and in the central block (1.75 -1.7 Ga, Rb-Sr) than in the western one (1.55 Ga, U-Pb). The country rocks are of Archaean age in the eastern block, and in the western block they are of Lower Proterozoic age (Trans-Amazonian Event). There is a minimum difference of 200 Ma between the last metamorphic event and the formation of the anorogenic granites. Metaluminous to peraluminous subsolvus granites are largely dominant but hypersolvus granites, sometimes peralkaline, as well as syenites and quartz-syenites also occur. Wiborgites and pyterlites are found only in the western block but rapakivi-like textures are described in the province as a whole. Mineralizations include large deposits of Sn, as well as small occurrences of F, Zr, REE, Y, and W. The granites are generally rich in Si, K, Fe, Zr, Ga, Nb, Y, and REE and show very high K/Na, Fe/(Fe + Mg) and Ga/Al₂O₃ ratios. They are geochemically similar to A-type and within-plate granites and more particularly to the Proterozoic rapakivi granites of the Fennoscandian shield and the metaluminous granites of the North American anorogenic province. Petrographic, geochemical and Sr isotopic data indicate crustal sources for the granite magmas. Differences in the sources should explain the contrast observed in some of the granites. The model of crustal anatexis induced by underplating or intrusion of mantle-derived basic magmas is preferred to explain the generation of the crustal granitic magmas.

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Proterozoischer, anorogener Magmatismus in der zentralen Amazonas-Provinz, Amazonas Kraton: Geochronologie, petrologische und geochemische Aspekte

Zusammenfassung In der zentralen Amazonas-Provinz sind die anorogenen Granite im östlichen (1.88 Mia, U-Pb; 1.8-1.6 Mia, Rb-Sr und K-Ar) und im zentralen Block (1.75-1.7 Mia,Rb-Sr) älter als im westlichen Block (1.55 Mia, U-Pb). Die Nebengesteine sind im östlichen Block archaiischen Alters, während sie im westlichen Block im unteren Proterozoikum (Transamazonas Event) gebildet worden sind. Dies ergibt eine minimale Altersdifferenz von 200 Mio zwischen dem letzten metamorphen Ereignis und der Intrusion der anorogenen Granite. Es dominieren metaluminöse bis peraluminöse Subsolvus-Granite, jedoch treten auch Hypersolvus-Granite, stellenweise Peralkaline, wie auch Syenite und Quarz-Syenite auf. Wiborgite und Pyterlite kommen lediglich im westlichen Block vor, Rapakivi-ähnliche Texturen werden jedoch aus der gesamten Provinz beschrieben. An Mineralisationen treten große Sn-Lagerstätten und kleinere Vorkommen von F, Zr, SEE, Y und W auf. Die Granite sind generell reich an Si, K, Fe, Ga, Nb, Y und SEE und zeigen sehr hohe K/Na, Fe/(Fe + Mg) und Ga/Al₂O₃ Verhältnisse. Sie zeigen geochemische Ähnlichkeiten mit A-Typ und Intraplatten-Graniten, besonders jedoch mit den proterozoischen Rapakivi Graniten des fennoskandischen Schildes und mit den metaluminösen Graniten der nordamerikanischen anorogenen Provinz. Petrographische, geochemische und Sr-Isotopendaten deuten krustale Ausgangsgesteine der granitischen Magmen an. Unterschiede im Ausgangsmaterial sollen die verschiedenen Granittypen erklären. Als Modell für die Entstehung krustaler granitischer Magmen wird krustale Anatexis, hervorgerufen durch underplating oder Intrusion von aus dem Mantel stammenden, basischen Magmen angenommen.

     

Petrogenesis of potassic alkaline volcanics associated with rapakivi granites in the Proterozoic rift of Beijing,China

Summay A suite of potassic alkaline volcanites is spatially and temporally associated with rapakivi granites which are related to Proterozoic (1.85 to 1.40 Ga) rifting in the Beijing area. The volcanites are spread along an EW-trending 150 km long sea basin rift and the rapakivi granites were emplaced along a major EW-fault in nn adjacent uplifted region. The alkaline magmatism is comparable to the middle Proterozoic anorogenic magmatism in North America and Fennoscandia and is related to incipient breakup of the craton they intrude. The volcanic rocks and the rapakivi granites show within plate affinities. They also have similar overall REE distribution patterns that are enriched in LREE. The rapakivi granites show larger negative Eu anomalies than the volcanites. The data suggest that the rapakivi granites were crystallised from a more evolved magma than the volcanic rocks.

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Petrogenese von K-reichen, alkalischen Vulkaniten in Assoziation mit Rapakivi-Graniten im proterozoischen Peking-Rift, China

Zusammenfassung Eine Serie von K-reichen, alkalischen Vulkaniten ist räumlich und zeitlich mit Rapakivi-Graniten, die mit dem proterozoischen (1.85 bis 1.40 Mia) Rifting in der Peking Region im Zusammenhang stehen, assoziiert. Die Vulkanite treten entlang eines E-W-streichenden, 150 km langen Riftbeckens auf, die Rapakivi-Granite kommen entlang einer EW Hauptstörung in einer angrenzenden Hebungszone vor. Der Alkali-Magmatismus ist mit dem mittelproterozoischen, anorogenen Magmatismus in Nordamerika und Fennoskandien vergleichbar und mit einem beginnenden Aufbrechen des Kratons ver bunden. Sowohl die Vulkanite, wie auch die Rapakivi-Granite zeigen Intraplatten-Affinität. Sie zeigen generell ähnliche SEE Verteilungsmuster, die an LSEE angereichert sind. Die Rapakivi-Granite zeigen weiters eine stärkere, negative Eu-Anomalie als die Vulkanite. Diese Daten weisen darauf hin, daß die Rapakivi-Granite aus einem höher entwickelten Magma als die Vulkanite entstanden sind.

     

Rare earth element geochemistry of W-Mo-(Au) skarns and granites from Western Bergslagen,central Sweden

Summary Proterozoic, anorogenic, high silica granites from Western Bergslagen, Sweden are characterized by enhanced W, Mo, Au and F contents, whereas associated W-Mo(Au) skarns have high quartz and fluorite contents. Correlations between major and trace elements in the skarns are weak or absent. The granites responsible for mineralization have flat REE patterns with large negative Eu anomalies. Skarn types vary from pneumatolytic, closest to the granites, through high temperature calc-silicate skarns to low temperature biotite schists, generally furthest from the mineralizing source. REE patterns in pneumatolytic skarns are similar to those found in the granite. A heavy REE enrichment is seen in high temperature skarns followed by an increase in light over heavy REE in the biotite schists, which also have the highest REE contents. The regular variation in REE from granites through the different skarn types suggests that the REE pattern may be used to indicate the position of samples in the mineralizing system.

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Die Verteilung der Seltenen Erden in W-Mo-(Au)-Skarnen und Graniten von West-Bergslagen,Zentralschweden

Zusammenfassung Proterozoische, anorogene, siliziumreiche Granite von West-Bergslagen in Schweden sind durch erhöhte Gehalte an W, Mo, Au und F charakterisiert. Mit ihnen vergesellschaftete W-Mo-(Au)-Skarne haben hohe Gehalte an Quarz und Fluorit. Hauptund Spurenelemente in den Skarnen korrelieren kaum bzw. überhaupt nicht. Die für die Mineralisation verantwortlichen Granite zeigen flache SE-Verteilungsmuster mit deutlich negativen Europiumanomalien. Die Skarne umfassen drei verschiedene Typen: Pneumatolytische in unmittelbarer Granit-Nähe, hoch-temperierte Kalksilikat-Skarne, und schließlich niedrig-temperierte Biotitschiefer. Letztere sind generell am weitesten von den die Mineralisation verursachenden Graniten entfernt. Die SE-Verteilung in den pneumatolytischen Skarnen ist mit der in den Graniten vergleichbar. Eine Anreicherung der schweren Seltenen Erden kann in den Hochtemperaturskarnen, eine Anreicherung der leichteren in den Biotitschiefern, die außerdem die höchsten SE-Gehalte aufweisen, beobachtet werden.[/p]Die regelmäßige Variation der SE-Verteilung in den Graniten und den unterschiedlichen Skarntypen kann für die Lokalisierung von Proben im Mineralisations-System verwendet werden.

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With 4 Figures     

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

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

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

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

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With 10 Figures     

Pegmatites in two suites of variscan orogenic granitic rocks (Western Carpathians,Slovakia)

Summary Two rare-element (Be-Nb-Ta) granitic pegmatite populations have been observed in the Western Carpathian granitoids: (1) pegmatites with Ti- and Mg-poor mineral assemblages, and (2) pegmatites carrying Ti- and Mg-enriched phases (Nb-Ta oxide minerals, garnet, beryl). Mineral chemistry of the pegmatites reflects the primary composition of the parental granitic rocks. The first pegmatite type is derived from monazite-bearing orogenic granites (MOG), and the second from allanite-bearing orogenic granites (AOG). The MOG produced an abundance of pegmatites, whereas in the AOG group the pegmatites are less evolved and relatively scarce. The two kinds of pegmatites support the subdivision of the Western Carpathian granitoids into two principal genetic groups.

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Pegmatite in zwei Suiten variszischer orogener Granite (West-Karpathen, Slowakei)

Zusammenfassung In den Granitoiden der West-Karpathen kommen zwei Populationen von Selten-Element (Be-Nb-Ta) granitischen Pegmatiten vor: (1) Pegmatite mit Ti- und Mg-armen Mineralvergesellschaftungen und (2) Pegmatite mit Ti- und Mg-angereicherten Phasen (Nb-Ta Oxyde, Granat, Beryll). Die Mineralchemie der Pegmatite spiegelt die primäre Zusammensetzung der granitischen Ursprungsgesteine wider. Der erste Pegmatit-Typ stammt von Monazit-führenden orogenen Graniten (MOG) ab, und der zweite von Allanit-führenden orogenen Graniten (AOG). Die MOG sind für eine Vielzahl von Pegmatiten verantwortlich, während die Pegmatite der AOG-Gruppe weniger entwickelt und relativ selten sind. Das Vorkommen dieser zwei Arten von Pegmatiten unterstützt die Unterteilung der Granitoide der West-Karpathen in zwei genetische Hauptgruppen.

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With 6 Figures     

Metallogeny of the Rapakivi granites

Summary Two major types of ore deposits occur with Proterozoic rapakivi granite plutons: (1) greisen-, vein-, und skarn-type Sn(-W-Be-Zn-Cu-Pb) deposits associated with specialized late-stage granites, and (2) Fe oxide-Cu (-U-Au-Ag) deposits.The Sn-polymetallic deposits are usually hydrothermal greisen- and vein-type occurrences (Rondönia and Amazonas in Brazil, southeastern Missouri, southern Finland, the Ukraine, India); skarn-type deposits occur in the Pitkdranta ore field, Russian Karelia. The deposits are closely associated with topaz-bearing microcline-albite granites which occur as autometamorphosed late intrusive phases of the 1.0 to 1.7 Ga granite plutons and show the characteristics of Phanerozoic tin granites: high Sn, Li, Rb, Ga, Nb, and F, low Ba, Sr, Ti, and Zr, and a strong negative Eu anomaly. The anomalous geochemical character is interpreted to be in part magmatic, in part metasomatic in origin.The huge Olympic Dam deposit in South Australia is a hydrothermally mineralized hematite breccia complex in a 1.59 Ga rapakivi granite pluton. The deposit contains over 2000 million tons of ore with 1.6% Cu, 0.06% U₃O₈, 3.5 ppm Ag, and 0.6 ppm Au. The apatite-bearing Fe and Fe-Cu deposits of southeastern Missouri are associated with volcanics of the St. Francois Mountains ring complexes. The principal ore minerals are magnetite and hematite, locally also Cu sulphides. With more than 30 Fe deposits, the St. Francois Mountains constitute a major Fe provice.

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Metallogenese der Rapakivi-Granite

Zusammenfassung Mit proterozoischen Rapakivi-Granitplutonen treten zwei Haupttypen von Erzlagerstätten auf: (1) greisen-, gang- und skarnartige Sn(-W-Be-Zn-Cu-Pb)-Lagerstätten, die mit speziellen Graniten eines Spätstadiums verbunden sind und (2) Fe-Oxid-Cu (-U-Au-Ag)-Lagerstätten.Die Sn-Polymetall-Lagerstätten sind normalerweise hydrothermale greisen- und gangartige Vorkommen (Rondônia und Amazonas in Brasilien, SE Missouri, S Finnland, Ukraine, Indien), skarnartige Lagerstätten treten im Erzrevier von Pitkäranta in Russisch-Karelien auf. Die Lagerstätten sind eng mit Topas-führenden Mikroklin-Albit-Graniten verbunden, die als autometamorphisierte spätintrusive Phasen der 1,0 bis 1,7 Ga alten Granitplutone auftreten und die charakteristischen Merkmale von phanerozoischen Zinn-Graniten zeigen: hohes Sn, Li, Rb, Ga, Nb und F, niedriges Ba, Sr, Ti und Zr und eine stark negative Eu-Anomalie. Die Ursache des anomalen geochemischen Charakters wird zum Teil als magmatisch, zum Teil als metasomatisch interpretiert.Die riesige Lagerstätte von Olympic Dam in Südaustralien ist ein Komplex aus hydrothermal mineralisierter Hämatit-Brekzie in einem 1,59 Ga alten Rapakivi-Granitpluton. Das Vorkommen enthält über 2000 Millionen Tonnen Erz mit 1,6% Cu, 0,06% U₃O₈, 3,5 ppm Ag und 0,6 ppm Au. Die Apatit-führenden Fe- und Fe-Cu-Lagerstätten von SE Missouri sind mit Vulkaniten der Ringkomplexe in den St. Francois Mountains assoziiert. Die wichtigsten Erzminerale sind Magnetit und Hämatit, lokal auch Cu-Sulfide. Mit mehr als 30 Fe-Lagerstätten stellen die St. Francois Mountains eine bedeutende Fe-Provinz dar.

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With 3 Figures     

A fluid inclusion study of the Sinceni rare-element pegmatites of Swaziland

Summary Fluid inclusions were studied from two groups of pegmatite minerals. One (schorl, garnet, quartz, beryl) represents the main stage of crystallization and the second (cassiterite, schorl-dravite, elbaite) formed in late-stage, mineralized units.Three fluid types were recognized. Type 1 fluid is aqueous and moderately saline with very low C0₂ contents. It forms secondary or pseudosecondary inclusions in the main-stage minerals and primary inclusions in late-stage elbaite, schorl-dravite and cassiterite. Type 2 fluid is carbonic, mixed H₂O-CO₂, and it forms secondary inclusions in main-stage quartz and beryl which were trapped at the solvus conditions (about 325°C), well below the pegmatite solidus. Type 3 fluid is aqueous, highly saline, and contains cubic daughter salts. It occurs as secondary or pseudosecondary inclusions in main-stage quartz.Isochore trajectories and independent P-T information show that inclusions of type 1 fluid in the main-stage minerals cannot be primary although many look to be so. Type 1 fluids were exsolved at a late stage of pegmatite consolidation, forming secondary inclusions in main-stage minerals and primary inclusions in tourmaline and cassiterite from mineralized units. Evidence is inconclusive whether type 2 and 3 fluids represent evolved type 1 fluid or are external fluids.

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Eine Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse in den Seltenelementpegmatiten von Sinceni in Swaziland

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse zweier Probengruppen wurden untersucht. Die eine Gruppe mit Quarz, Schörl, Granat and Beryll wurde bei der Hauptkristallisation der Pegmatite gebildet, die andere Gruppe mit Cassiterit, Schörl-Dravit und Elbait entstand in spätgebildeteten Mineralisationszonen.Drei Fluidarten wurden erkannt. Fluide vom Typ 1 sind wäßrig mit mittlerer Salinität und sehr kleinen Mengen an CO₂. Einschlüsse dieses Types sind sekundär oder pseudosekundär in Minerale, die bei der Hauptkristallisation gebildet wurden und primär in Minerale der Mineralisationszonen. Fluiden vom Typ 2 sind CO₂-H₂O-Gemische, die scheinbar primäre Einschlüsse in Quarz und Beryll bilden, welche aber an dem CO₂-H₂O Solvus (ca. 300°C) gebildet sein müßten und somit sekundär sind. Fluid vom Typ 3 ist hochsalinar mit kubischen Tochterkristallen. Sekundäre oder pseudosekundäre Einschlüsse dieses Typs finden sich in Quarz, der bei der Hauptkristallisation gebildet wurde.Die Lage der Isochoren und unabhängigen P-T-Abschätzungen zeigen, daß die Einschlüsse vorn Typ 1 nicht während der Hauptkristallisation gebildet worden sind, obwohl viele wie primär erscheinen. Daraus folgt, daß die Hauptkristallisation unter fluid-freien Bedingungen verlief. Das Magma entmischte Fluide vom Typ 1 in einem späten Stadium und die Fluide bildeten primäre Einschlüsse in Turmalin und Kassiterit der Mineralisationszonen. Es ist unklar, ob die Fluide der Typen 2 und 3 einer weiteren Entwicklung des Typs 1 entsprechen oder ob sie externe Fluide darstellen.

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With 4 Figures     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

The Mgeni granite: an example of the Megacrystic mantled-feldspar granite-charnockite Intrusives in southeastern Africa

Summary Megacrystic granites which form the Oribi Gorge Suite of southern Natal show many features that closely resemble the rapakivi granite—charnockite associations of the northern hemisphere. Detailed studies of the late-kinematic Mgeni batholith indicate that the granitic rocks can be divided into three major groups, characterised by distinctive mafic mineralogy, chemistry and isotopic ratios. The batholith consists of biotite ±garnet granites and of hornblende ± pyroxene granitoids. A high silica, coarse-grained leucogranite, the Nqwadolo granite, intrudes the core of the batholith. Most rocks are garnetiferous and appear to belong to the ilmenite-series of granites. The granites are classified as rapakivi-like granites.

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Der Mgeni Granit—Ein Beispiel megakrystischer feldspatummantelter Granit-Charnokit intrusiva im südöstlichen Afrika

Zusammenfassung Megakrystische Granite aus der Oribi Gorge Suite des südlichen Natal zeigen vielerlei Ähnlichkeiten mit den Rapakivigranit-Charnokitabfolgen der nördlichen Hemisphäre. Detailstudien des spätkinematisch intrudierten Mgeni-Batholiten zeigen, daß diese granitischen Gesteine in drei Hauptgruppen, die durch unterschiedliche mafische Mineralzusammensetzung, Chemismus und Isotopenverhältnissen charakterisiert werden, untergliedert werden können. Der Batholith wird aus Biotit± Granat-Graniten und aus Hornblende ± Pyroxen-Granitoiden aufgebaut. Ein siliziumreicher, grobkörniger Leukogranit, der Nqwaldolo Granit, intrudierte in den Kern des Batholithen. Die meisten Gesteine sind granatführend und scheinen den Graniten der ilmenite series zuzurechnen zu sein. Die Granite sind als Rapakivi-Granite zu klassifizieren.

     

Recent iron ore formation in Lake Malawi,Africa

Nontronite, limonite (with opal) and vivianite are forming at present in the aereated, shallower parts (water depths <250 m) of Lake Malawi. They overlie diatomite or coarse grained clastic sediments. Our investigations indicate a precipitation of nontronite and limonite (and opal) at the sediment/oxic water interface from geothermal solutions rich in SiO₂ percolating through the sedimentary fill of the basin. Under reducing conditions and a pH less than 7 (as occurring in the deeper parts of our sediment cores) iron and manganese are leached and discharged into the lake. In the anoxic parts of the lake (water depth greater than 250 m) Fe³⁺- and Mn³⁺-hydroxide are precipitated within the lake's water in the mixing zone of the aerobic with the anaerobic water bodies. High dispersion and a strong supply of detrital material, however, prevent a stronger enrichment of the hydroxides in the sediment. The formation of vivianite can be explained by a dissolution of Ca-phosphate (fish debris) within the sediment and a re-deposition as Fe-phosphate in the uppermost sediment layers under reducing but slightly alkaline conditions. The results of our investigations on Recent iron formation in Lake Malawi offer an explanation for the genesis of certain sedimentary iron ores in the geological past. They indicate that a formation of iron-rich sediments — including the silicate facies — is not restricted to the marine environment.

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Zusammenfassung Nontronit, Limonit (und Opal) sowie Vivianit werden an zahlreichen Stellen des südlichen Malawi-Sees in Wassertiefen bis 250 m (aerober Bereich) abgeschieden und bilden dort die jüngste sedimentäre Einheit über Diatomit oder grobklastischem Sediment. Es muß angenommen werden, daß die Bildung der Eisenmineralien aus geothermalen Lösungen erfolgt, die reich an gelöster Kieselsäure und Fe²⁺ (untergeordnet Mn²⁺) sind, wobei Eisen und Mangan aus dem Sediment selber stammen, da heiße Quellen außerhalb des Malawi-Sees diese Elemente nicht enthalten. Die Auslösung von Eisen und Mangan erfolgt durch saure Lösungen im reduzierenden Milieu unter Bedingungen, wie sie im tieferen Teil der Sediment-Kerne angetroffen wurden (pH bis 3,6!). Beim Zusammentreffen dieser Lösungen mit dem sauerstoffhaltigen, schwach alkalischen Wasser des Malawi-Sees kommt es zur Ausfällung von Nontronit oder — bei wahrscheinlich höherem Redox-Potential — von Limonit und Opal. Beim Austritt der Fe²⁺, Mn²⁺- und SiO₂-reichen Lösungen in den anaeroben Teil des Malawi-Sees (Wassertiefen größer als 250 m) unterbleibt zunächst eine Ausfällung. Erst in der Mischzone des anoxischen mit dem oxischen Wasserkörper können Fe³⁺- und Mn³⁺-Hydroxide ausgeschieden werden, die jedoch infolge hoher Dispergierung und starker Zufuhr von klastischem Material eine starke Verdünnung erfahren. Für die Vivianit-Bildung kann angenommen werden, daß ein in den Sedimenten häufig vorhandener Apatit-Anteil (Fischreste) durch die sauren Lösungen aufgelöst und in den obersten Sedimentschichten (reduzierendes Milieu, pH jedoch >7) zusammen mit Fe²⁺ der Lösung als Vivianit abgeschieden wird. Die vorliegenden Untersuchungen geben Hinweise auf die Bildung bestimmter fossiler sedimentärer Eisenerze und zeigen gleichzeitig, daß die Genese eisenreicher Sedimente — auch von silikatischem Fazies-Typ — nicht an den marinen Ablagerungsraum gebunden ist.

     

Petrogenesis of the Wadi Dib alkaline ring complex, Eastern Desert of Egypt

Summary The Wadi Dib magmatic complex is the oldest known alkaline ring complex in the Egyptian part of the Pan-African orogenic belt. Rb-Sr isotope data for seven samples suggest a Vendian age of 578±16 Ma, and a⁸⁷Sr/⁸⁶Sr initial ratio of 0.7048±0.0010. The igneous complex has a diameter of 2 km and was emplaced within granodioritic Pan-African host rocks at the intersection of two faults. It shows distinct concentric compositional zoning with several syenitic outer ring sheets, a mainly trachytic intermediate ring sheet, and a quartz syenite inner ring sheet with a granitic core; relative ages decrease from margin to core. The mineralogical and chemical features are characteristic of within-plate (A-type) magmatic complexes. Major and trace element patterns underline the co-magmatic origin of the suite but indicate three stages of evolution with several pulses of emplacement. A common feature of element distribution patterns is the small systematic change in the early lithologies, but a distinct evolution trend in the late quartz-bearing rocks.We propose that an alkali-basaltic parent magma was emplaced within deep or middle levels of the juvenile Pan-African crust. Differentiation mainly occurred by fractional crystallization of olivine, clinopyroxene, plagioclase, and apatite. During the late stages of evolution, limited assimilation of island-arc magmatic rocks may have occurred. Emplacement took place along ring fractures at a subvolcanic level and was probably related with formation of a caldera during emplacement of the trachytic lithologies. The anorogenic character of the magmatic suite indicates consolidation of the Pan-African crust of NE Africa at the time of emplacement of the alkaline body.

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Petrogenese des alkalischen Wadi Dib ringkomplexes, Östiche Wüste Ägyptens

Zusammenfassung Der Wadi Dib-Komplex ist die älteste bekannte Ringstruktur im ägyptischen Teil des Panafrikanischen Orogengürtels. Rb-Sr Isotopendaten von sieben Proben ergeben ein vendisches Alter von 578±16 Ma and ein initiales⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Verhältnis von 0,7048±0,0010. Der magmatische Komplex besitzt einen Durchmesser von 2 km und hat am Schnittpunkt zweier Störungen innerhalb panafrikanischer Granodiorite Platz genommen. Er weist eine konzentrische Zonierung mit mehreren syenitischen äußeren Ringen, einem vorwiegend trachytischen mittleren Ring und einem quarzsyenitischen inneren Ring mit einem granitischen Kern auf; die relativen Alter der Gesteine nehmen vom Rand zurn Kern hin ab. Mineralogische and chemische Charakteristika sind die von Intraplatten- (A-Typ-) Komplexen. Haupt- and Spurenelementmuster weisen auf eine ko-magmatische Entstehung hin, zeigen aber eine Entwicklung in drei Stadien mit mehreren magmatischen Pulsen auf. Charakteristika der Elememverteilungen sind wenig systematische Änderung in den älteren Lithologien, aber ein gerichteter Entwicklungstrend in den späten, quarzführenden Lithologien.Wir schließen, daß ein alkali-basaltisches Magma in ein tiefes oder mittleres Niveau der jungen panafrikanischen Kruste intrudierte. Differentiation erfolgte im wesentlichen durch fraktionierte Kristallisation von Olivin, Klinopyroxen, Plagioklas und Apatit. Während später Entwicklungsstadien gab es vermutlich begrenzte Assimilation von Inselbogen-Kruste. Die Platznahme erfolgte entlang von Ringbrüchen in einem subvulkanischen Stockwerk und war vermutlich mit der Bildung einer Caldera während der Platznahme der trachytischen Lithologien verbunden. Der anorogene Charakter der magmatischen Folge zeigt an, daß die panafrikanische Kruste Nordost-Afrikas zur Zeit der Platznahme der alkalischen Intrusion bereits konsolidiert war.

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With 13 Figures     

Geochemistry and petrology of the late cenozoic alkali basalts of the western Carpathians (Czechoslovakia)

Summary Miocene to Quaternary alkali volcanism in the Western Carpathians followed calcalkali volcanism in the same region. The alkali volcanics have restricted composition ranging from alkali basalts and basanites to rare trachyandesites. They contain ultramafic xenoliths, megacrysts and xenocrysts of olivine, pyroxene and amphibole. Pyroxene xenocryst cores differ in color compared to pyroxene phenocrysts. Alkali basaltic rocks are enriched in LILE, LREE (La_n/Yb_n = 10–19) and HFS elements. Based on major and trace element distribution and Nd, Sr and Pb isotopic composition, we suggest that metasomatically-enriched manlte peridotite was the source material of the alkali magmas. The range in composition of rocks and their minerals was probably controlled by (1) inhomogenities in the mantle-source and/or different degrees of melting, and (2) metasomatism associated with infiltration of alkali basalt magma through peridotite during ascent through the subcontinental lithosphere. The origin of fluids metasomatically enriching the mande is unclear. Their derivation from the subducted slab cannot be excluded.

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Geochemie und Petrologie jungkänozoischer Alkali-Basalte der Westkarpaten (Tschechoslowakei)

Zusammenfassung Der miozäne bis quartäre alkalische Vulkanismus der Westkarpaten folgt in Raum und Zeit auf den Kalk-Alkali-Vulkanismus. Die Zusammensetzung der alkalischen Vulkanite verändert sich nur in einem begrenzten Ausmaß von überwiegend alkalischen Basalten und Basaniten zu seltenen Trachyandesiten. Die Vulkanite enthalten ultramafische Xenolithe, Megakriste und Xenokriste von Olivin, Pyroxen und Amphibol. Die Pyroxen-Xenokriste bilden Kerne abweichender Farbe in einigen Pyroxen-Phenokristen. Die alkalischen Basaltgesteine sind an LILE, LREE (La_n/Yb_n = 10–19) und HFS Elementen angereichert. Aufgrund der Haupt- und Spurenelementverteilung, sowie der Isotopen-Zusammensetzung von Nd, Sr un Pb kann angenommen werden, daß das Ursprungsmaterial der alkalischen Magmen ein metasomatisch angereicherter Mantel-Protolith war. Die in der Zusammensetzung der Gesteine und Minerale beobachtete Variabilität ist wahrscheinlich das Resultat der (1) Inhomogenität des Ursprungsmaterials und/oder des unterschiedlichen Aufschmelzungsgrades und (2) metasomatischen Erscheinungen in Verbindung mit der Infiltration des alkalibasaltischen Magmas in Mantel-Peridotite während ihres Emporsteigens durch die subkontinentale Lithosphäre. Der Ursprung des Fluids, welches den Mantel metasomatisch angereichert hat, ist unklar. Eine Herkunft aus der subduzierenden Platte kann nicht ausgeschlossen werden.

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With 6 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     

Geochemistry and petrogenesis of the tertiary alkaline volcanic suite of the Labe tectonovolcanic zone,Czech Republic

Summary The Tertiary alkaline, nepheline-normative olivine melanephelinite-basanite-phonolite suite in the Labe tectono-volcanic zone, Czech Republic, displays mineralogical and geochemical features indicative of the presence of products of more than one fractionation series and of more than one parental magma. The Mg- and Ni-rich olivine melanephelinites (ankaratrites), which contain disintegrated lherzolite xenoliths, represent low degree (c. 4%) partial melts of a highly enriched mande source. Many of the abundant basanitic rocks also represent primary or near-primary basaltic melts subject to a small but variable degree Fof olivine fractionation. Other basanites with lower mg-numbers and Mg and Ni contents had a crystallization history involving hornblende and phlogopite.Melaphonolites (tephriphonolites) provide a link between basaltic rocks and phonolites with plagioclase fractionation progressively playing a more significant role. The phonolites represent products of crystallization of highly evolved melts but poor correlation between SiO₂, MgO, CaO, Na₂O and degree of undersaturation as well as between major and trace element contents indicate that a single line of descent cannot have been in operation: the products of different parental magmas showing a wide compositional range that evolved under different conditions of fractionation are represented. A very advanced stage of magma evolution, characterized by the dominance of alkali feldspar fractionation is represented by phonolites that contain the highest Hf, Nb, Rb, Ta, Th, Y, Zr and REE in the whole Tertiary volcanic suite.

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Geochemie und Petrogenese der tertiären alkalischen Vulkanit-Serie der Labe tektonovulkanischen Zone, Tschechische Republik

Zusammenfassung Die tertiäre alkalische Nephelin-normative Olivin Melanephelinit-Basanit-Phonolit Serie in der Labe tektono-vulkanischen Zone, Tschechische Republik, zeigt mineralogische und geochemische Eigenschaften, die auf die Anwesenheit von Produkten von mehr als einer Fraktionierungsserie und von mehr als einem Ausgangsmagma hinweisen. Die Mg- und Ni-reichen Olivin Melanephelinite (Ankaratrite), die umgewandelte LherzolitXenolite enthalten, stellen einen niedrigen Grad (ca. 4%) teilweiser Aufschmelzung einer stark angereicherten Mantelquelle dar. Viele der verbreiteten basanitischen Gesteine stellen auch primäre oder fast-primäre basaltische Schmelzen dar, die in kleinem, aber schwankendem Ausmaß von Olivinfraktionierung betroffen wurden. Andere Basanite mit niedrigen Mg-Zahlen und Mg- und Ni-Gehalten hatten eine Kristallisationsgeschichte in der Hornblende und Phlogopit eine Rolle spielte.Melaphonolite (Tephriphonolite) stellen ein Verbindungsglied zwischen basaltischen Gesteinen und Phonoliten dar, wobei Plagioklas-Fraktionierung eine zunehmend größere Rolle spielt. Phonolite sind Produkte der Kristallisation von Schmelzen, aber die schlechte Korrelation zwischen SiO₂, MgO, CaO, Na₂O und dem Grad der Untersättigung, wie auch zwischen Haupt- und Spurenelementen weist darauf hin, daß eine einzelne Entwicklungslinie nicht in Frage kommt. Die Produkte verschiedener Ausgangsmagmen zeigen ein weites Spektrum verschiedener Zusammensetzung, das sich unter verschiedenen Bedingungen der Fraktionierung entwickelt hat. Ein sehr fortgeschrittenes Stadium der Magmaentwicklung, charakterisiert durch die Vorherrschaft von Alkali-Feldspat-Fraktionierung wird durch Phonolite dargestellt, die die höchsten Gehalte an Hf, Nb, Rb, Ta, Th, Y, Zr und REE in der gesamten tertiären vulkanischen Abfolge führen.

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With 7 Figures     

Titanian chondrodite and clinohumite in marbles from the Ötztal crystalline basement

Summary Marble lenses within the polymetamorphic Ötztal crystalline complex frequently contain pockets of clinohumite and chondrodite and their titanium-rich varieties. Chondrodites contain up to 9.1 wt% TiO₂ and clinohumites about half that amount. The maximum amounts of Ti in both minerals do not exeed values of 0.4 in the formula. XTi and X_F are correlated by a slope of –1, indicating the efficiency of the TiO₂Mg_–1F_–2 substitution at constant OH (Evans andTrommsdorff, 1983). Clinohumites sometimes contain lamellae which have nonstoichiometric cation ratios reflecting a composition between clinohumite and olivine. In many cases Ti-rich clinohumites and chondrodites coexist with Mg-ilmenite. Ti-rich clinohumites and chondrodites often break down to a symplectite of Ti-poor clinohumite (or olivine) and Mg-ilmenite. Parts of the marbles, which are barren of Mg-ilmenite contain F-rich clinohumites. The latter do not show any signs of breakdown features. We conclude therefore that fluorine stabilizes the humite group minerals to a wide range of metamorphic conditions. Ti-rich humite-group minerals are not stable till amphibolite facies conditions, and below F-rich humite-group minerals and olivine are the more stable phases in a H₂O-rich, SiO₂-poor carbonate system.

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Titanreiche Chondrodite und Klinohumite in Marmoren des Ötztalkristallins.

Zusammenfassung In Marmorlinsen des polymetamorphen Ötztalkristaliins kommen häufig titanarme und titanreiche Clinohumite und Chondrodite vor. Die höchsten Titan-Gehalte in Chondrodit betragen 9.1 Gew.-% TiO₂ während Clinohumite nur etwa die Hälfte dieses Wertes enthalten. Dies entspricht einem Maximalgehalt an Titan von 0.4 in den Formeln von Chondrodit und Clinohumit. Eine negative Korrelation zwischen X_Ti, und X_F mit der Steigung von –1 bestätigt die Wirksamkeit der Substitution TiO₂Mg_–1F_–2 bei konstantem OH (Evans undTrommsdorff, 1983). In Clinohumiten konnten nichtstöchiometrische Lamellen nachgewiesen werden, die chemisch zwischen Clinohumit und Olivin zusammengesetzt sind. Ti-reiche Clinohumite und Chondrodite koexistieren immer mit Mg-Ilmenit und wandeln sich häufig an ihren Rändern in einen Symplektit von Ti-ärmerem Clinohumit oder Olivin und Mg-Ilmenit um. In den Mg-Ilmenit freien Bereichen der Marmore kommen stets Ti-arme aber F-reiche Clinohumite vor, die niemals randliche Umwandlungserscheinungen zeigen. Die grobkörnigen (mm-großen) Humitminerale werden der variszischen Metamorphose in Amphibolitfazies zugeschrieben, während die Symplektite als Produkte der eoalpinen grünschieferfaziellen Überprägung angesehen werden. Wir schließen daraus, daß die Humitminerale durch Fluor in einem großen Bereich metamorpher Bedingungen stabilisiert werden, während Ti-reiche Humitminerale bei Bedingungen der Grünschieferfazies instabil werden und F-reiche Humitminerale und Olivin die stabilen Phasen in einem H₂O-reichen, SiO₂-armen Karbonatsystem sind.

     

Metasomatic origin of augen gneisses and related mylonitic rocks in the hida metamorphic complex,central Japan

Summary The augen gneisses exposed in the Katakai area, in the north-eastern part of the Hida metamorphic complex, central Japan, are highly metasomatized sheared rocks. They contain K-feldspar megacrysts of nearly maximum ordering, and occur in a narrow zone, 2–3 km wide and 20–25 km long, along the boundary between hornblende gneiss and early Mesozoic granites. The hornblende gneiss, the protolith of augen gneisses, is mylonitized toward the granite, accompanied by significant metasomatism under greenschist facies conditions. The enrichment of SiO₂ and K₂O, and the increase of modal quartz, K-feldspar and hydrous minerals, are well described in terms of the Ml-value [Mylonitization Index: the modal fraction of fine-grained matrix (< 0.2 mm) representing the amount of grain-size reduction in thin section]. The primary plagioclase was albitized and the essential mineral assemblages were changed from oligoclase + hornblende in the protolith to actinolite + chlorite + epidote, and then, into epidote + biotite, along with the increase in MI-value. The mineralogical changes and growth of low microcline were carried out by reaction with and precipitation from fluids which flowed from the granite into the country rocks under shearing.

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Metasomatische Entstehung von Augengneisen und Myloniten im Metamorphen Komplex von Hida, Zentral-Japan

Zusammenfassung Die im Katakai-Gebiet im Nordostteil des metamorphen Komplexes von Hida, ZentralJapan, auftretenden Augengneise sind intensiv metasomatisierte, zerscherte Gesteine. Sie enthalten Megacryste von nahezu maximalem Ordnungszustand, und kommen in einer engen, 2–3 km breiten und 20–25 km langen Zone längs der Grenze zwischen Hornblendegneisen und frühmesozoischen Graniten vor. Der Homblendegneis, als Ausgangsgestein der Augengneise, ist gegen den Granit zunehmend mylonitisiert. Dies wird von signifikanter Metasomatose unter Grünschieferbedingungen begleitet. Die Anreicherng von SiO₂ und K₂O und die Zunahme von modalem Quarz, K-Feldspat und OH-führenden Mineralen sind im Rahmen des MI-Wertes (Mylonitisations-Index) beschrieben. Dieser Index gibt den modalen Anteil feinkörniger Matrix (< 0.2 mm) an und stellt den Betrag der Korngrößen-Reduktion in den Schliffen dar. Der primäre Plagioklas ist albitisiert, und die wichtigsten Mineralassoziationen wurden von Oligoklas + Hornblende im Ursprungsgestein in Aktinolit + Chlorit + Epidot, und dann in Epidot + Biotit umgewandelt; dies ging mit einer Zunahme des MI-Wertes einher. Die mineralogischen Umwandlungen, und das Wachstum von Tief-Mikroklin fanden durch Reaktion mit, und Ausfällung von Fluiden statt, die während der ScherVorgänge von Granit in die Nebengesteine migrierten.

     

Magnetite-apatite deposits (Kiruna-type) along the Sanandaj-Sirjan zone and in the Bafq area,Iran, associated with ultramafic and calcalkaline rocks and carbonatites

Summary The magnetite-apatite deposits of Hamadan and Gole Gohar situated in the Sanandaj-Sirjan zone of Iran about 1200 km apart, show striking mineralogical and textural similarities. The orebodies are of magmatic origin and have intruded as ore magmas.The magnetite-apatite deposits are associated with ultramafic, calcalkaline and other rocks with a strong carbonate enrichment (magnesite, dolomite, ankerite, and calcite), more pronounced in Hamadan. Characteristics supporting the association with carbonatite are: multiple carbonate generations with differing compositions, breccias healed by carbonate, comb-texture of carbonate, amygdales of dolomite, the stable isotope composition of carbonate; metasomatic alteration, fenitization and carbonatization of the associated rocks; the occurrence of apatite, fluorite, phlogopite, valleriite and baddeleyite. An ultramafic environment is indicated by the exclusively Mg-rich nature of abundant chlorite and other Mg-rich minerals (e.g. phlogopite, brucite, forsterite and chondrodite). Hornblendite (type 1) consisting of Ca-rich and alkaline-bearing amphibole with minor phlogopite, apatite, and tourmaline (Gole Gohar) is the chief alkaline rock type. Hornblendite (type II) (fiole Gohar and Hamadan) is predominated by actinolite which may contain minor concentrations of sodium and originated from pyroxenite by late stage supereritical solutions. Other rocks are flow-textured hornblendite (type III) which contains plagioclase and biotite (Hamadan) and rocks which are strongly metasomatically altered. These are epidotisized diorite (Hamadan) and probably peridotite (fiole Gohar) which is chloritisized. The associated metamorphic rocks (gneiss, amphibolite and marble) belong to the Precambrian basement of the Sanandaj-Sirjan zone.Magnetite carries many inclusions such as apatite, amphiboles, chlorite, albite, carbonates, brucite and spinel exsolutions. Additionally, zoned magnetite crystals occur in which the core consists of a chromite-hercynite-magnetite solid solution which formed at a temperature higher than 900°C. The orebodies and the associated rocks (apart from those which belong to the Precambrian basement) do not show metamorphic textures. Magnetite crystallized from a melt and forms foam texture which resulted from triplejunction configuration. Brecciation of compact magnetite is common.A characteristic feature of the Iranian deposits is the presence of high P₂O₅ and volatile-concentrations (H₂O, F, CO, and B₂O₃) in the original melt. These components are consistent with its pronounced capacity to differentiate and the separation of the mobile magnetite-apatite melt. Indications of this are cumulus textures (forsterite in magnetite, pyroxene in pyrrhotite, magnetite in pyrrhotite and vice versa).The iron deposits in the Bafq district of the central-east Iranian microplate probably have the saine origin. Among the deposits, drill core samples of the North Anomaly are composed of magnetite, actinolite, chlorite, calcite, apatite, and other minerals.

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Magnetit-Apatitlagerstätten (Kiruna-Typ) entlang der Sanandaj-Sirjan Zone und im Bafq Gebiet, Iran und ihre Beziehung zu ultramafischen, alkalischen und karbonatitischen Gesteinen

Zusammenfassung Die iranischen Apatit-führenden Magnetitlagerstätten von Gole Gohar und Hamadan liegen in der Sanandaj-Sirjan Zone und sind etwa 1200 km von einander entfernt. Sie zeigen auffällige mineralogische und texturelle Gemeinsamkeiten. Die Erzkörper sind magmatischen Ursprungs und als Erzmagmen intrudiert.Im Magnetit eingeschlossen finden sich neben Apatit weitere Mineralien wie z. B. Amphibole, Chlorite, Serpentin, Albit, Karbonate, Fluorit, Sulfide (Pyrrhotin mit Pentlandit, Chalkopyrit und Sphalerit) und in orientierter Verwachsung mit Magnetit Brucit und Spinell sowie zonar aufgebaute Spinelle, deren Kern aus einem ChromitHercynit-Magnetit-Mischkristall besteht, der oberhalb von 900°C synthetisiert werden kann.Außer in Gesteinen, die zum präkambrischen Basement gehören (wie z. B. Gneis, Amphibolit und Marmor), fehlen in den Erzkörpern und den begleitenden Gesteinen metamorphe Gefügemerkmale.Für die iranischen Erzkörper sind der hohe P₂O₅-Gehalt (in Form von Apatit, Holtedahlit, Rockbridgeit und Lipscombit) sowie erhöhte Gehalte an Fluiden (H₂O, F, CO₂, und B₂O₃) charakteristisch. Diese Bestandteile, die mineralisiert in Form von Wasserbzw. Fluor-haltigen Mineralien (z. B. Chlorit, Amphibole, Brucit und Apatit), Fluoriden (Fluorit), Karbonaten (Magnesit, Dolomit, Ankerit und Calcit) und Boraten (Turmalin, Asharit und Vonsenit) vorliegen, sind vermutlich die Voraussetzung dafür, daß ungewöhnlich stark ausgeprägte Differentiationsvorgänge auftreten können. Diese führen zur Bildung und schließlich zur Abtrennung einer mobilen Magnetit schmelze von einem Magmenkörper unbekannter Zusammensetzung. Hinweise für eine derartige Trennung sind Kumulusgefüge von Forsterit im Magnetit, Pyroxen im Pyrrhotin, Magnetit im Pyrrhotin und umgekehrt.Die Erzkörper sind mit ultramafischen, calcalkalischen und anderen, meist stark metasomatisch alterierten Gesteinen sowie Karbonaten assoziiert. Hinweise, die für Karbonate auf einen karbonatitischen Ursprung schließen lassen, sind: verschiedene Karbonatgenerationen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Verheilung von brecciiertem Magnetit bzw. Nebengestein mit Karbonaten, Wabengefüge der Karbonate, Dolomit-Amygdales und die Zusammensetzung der stabilen Isotope von Karbonaten, metasomatische Alterationen, Fenitisierung und Karbonatisierung der Nebengesteine; das Auftreten von Apatit, Fluorit, Phlogopit, Valleriit und Baddeleyit.Ein ultramalisches environment wird durch häufig auftretende Chlorite angezeigt sowie durch andere vorwiegend Mg-reiche Mineralien wie z. B. Phlogopit, Brucit, Forsterit und Chondrodite. Hornblendite treten in drei Typen auf: Typ 1 besteht aus Ca-reichen, Alkali-führenden Hornblenden, Typ 11 aus Aktinolith, während Typ 111, für den ein Fließgefüge charakteristisch ist, ebenfalls aus Ca-reichen und Alkali-führenden Hornblenden besteht. Aktinolith-Hornblendit wird auf durch überkritische Lösungen veränderte Pyroxenite zurückgeführt, während Diorite epidotisiert und vermutlich ehemalige Peridotite chloritisiert oder auch teilweise serpentinisiert sind.Die Eisenerzlagerstätten des Bafq Distrikts der Zentraliranischen Mikroplate haben einen vergleichbaren Ursprung und sind daher ebenfalls dem Kiruna Typ zuzuordnen. Erstmals untersuchtes Bohrkernmaterial dieses Gebietes (von der Nord-Anomalie stammend) besteht aus vorwiegend Magnetit, Aktinolith, Chlorit, Calcit und Apatit.

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With 11 Figures