Fluid inclusion studies of hydrothermally altered archaean granites around the Witwatersrand Basin

Summary Hydrothermally altered granitic rocks occur along the northern and northwestern edge of what is classically termed the Witwatersrand Basin. Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, molybdenite, galena, wurtzite and other sulphides were deposited during this hydrothermal alteration, as were uranium and REE-rich nodules of carbonaceous matter and free gold. Heating and freezing data from secondary fluid inclusions in igneous quartz as well as primary fluid inclusions in vein quartz and carbonate indicate that two main groups of aqueous fluid inclusions exist. The first group has a range of final melting temperatures from 0 °C to –9 °C, corresponding to salinities between 0 and 13 equivalent wt.% NaCl. Homogenization occurred at temperatures between 130 °C and 230 °C. The second group of inclusions generally have final melting temperatures between –14 °C and –26 °C, with salinities ranging between 12 and 30 equivalent wt.% NaCl. Homogenization temperatures range from 120 °C to about 170 °C. The low initial melting temperatures of -60°C to –35°C and SEM-EDX analyses of encrustations formed after evaporation of fluid in opened inclusions indicate as additional components Ca, Cl and S. Rare clathrate melting in both types of fluids indicate the presence of CO₂, CH₄ or some other clathrate compound. The low salinity fluids are interpreted to be of a meteoric, seawater or metamorphic origin, whereas the highly saline fluids are thought to be connate brines or highly evolved formation waters.Zusammenfassung Hydrothermal veränderte granitische Gesteine kommen am nördlichen und nordwest-lichen Rand von dem vor, was man klassisch als Witwatersrand-Becken bezeichnet. Während dieser hydrothermalen Umwandlung wurden Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, Molybdänglanz, Bleiglanz, Wurtzit und andere Sulfide abgesetzt, ebenso Uran- und SEE-reiche Knollen aus kohliger Substanz und Freigold. Erhitzungs- und Ausfrierdaten von sekundären Fluideinschlüssen in Gesteinsquarz, ebenso wie von primären Fluideinschlüssen in Gangquarz und Karbonat weisen darauf hin, daß zwei Hauptgruppen von wäßrigen Fluideinschlüssen existieren. Der Bereich der finalen Schmelztemperaturen der ersten Gruppe liegt zwischen 0 °C und –9 °C, was einer Salinität zwischen 0 und 13 äquiv. Gew.-% NaCl entspricht. Homogenisierung erfolgte bei Temperaturen zwischen 130 °C und 230 °C. Die zweite Gruppe von Einschlüssen hat im allgemeinen finale Schmelztemperaturen zwischen –14 °C und –26 °C, mit Salinitäten, die sich zwischen 12 und 30 äquiv. Gew.-% NaCl bewegen. Die Homogenisierungstemperaturen variieren von 120 °C bis ungefähr 170 °C. Die niedrigen initialen Schmelztemperaturen von –60 °C bis –35 °C und SEM-EDX-Analysen von Inkrustationen, die sich nach der Verdunstung der Flüssigkeit in geöffneten Einschlüssen bilden, weisen auf Ca, Cl und S als weitere Bestandteile. Gelegentliches Clathratschmelzen in beiden Typen von Fluiden zeigt die Anwesenheit von CO₂, CH, und einigen anderen Clathratbildnern. Die niedrigsalinaren Fluide werden als von meteorischem, Seewasser oder metamorphem Ursprung gedeutet, während die hochsalinaren Fluide als con.nate brines oder sehr gereifte Formationswässer angesehen werden.

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Studien an Fluideinschlüssen hydrothermal veranderter archaischer Granite um das Witwatersrand-Becken

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With 8 Figures     

A comparison of fluids causing post-depositional hydrothermal alteration in Archaean basement granitoids and the Witwatersrand Basin

Summary Some Archaean granitoids occurring along the north-western and western edge of what is classically known as the Witwatersrand Basin have been hydrothermally altered in two different styles. Both styles - pervasive and vein-controlled alteration - are characterised by sulphide mineralisation as well as by thorium-, uranium-, gold- and REE-rich nodules of carbonaceous material (fly-speck carbon). All of the granitoids displaying these characteristic alteration styles are associated with secondary moderate-to high-salinity, Ca-rich fluid inclusions with low homogenisation temperatures in magmatic quartz and quartz veins. C-isotopes of the fly-speck carbon and the fluid composition of the associated fluid inclusions are typical of modified basin brines. Similar types of Ca-rich fluid inclusions were found in authigenic quartz and hydrothermal quartz veins from gold-bearing, hydrothermally altered sediments of the Witwatersrand Basin, although the salinities of the fluids in the basement granitiods are somewhat higher. The moderate- to high salinity of this inclusion fluid and its present composition is considered to be the result of modifications by fluid-rock interaction during transport and subsequent metamorphism within the Witwatersrand Basin. Available age data on the hydrothermally derived minerals in these granitoids range between 2.7 and 2.0 Ga indicating several fluid pulses, with fluids repeatedly expelled during the dewatering of the Witwatersrand Basin. These data are consistent with the conclusion that major parts of the alteration are the result of sediment dewatering which affected both the granitoids and the gold-bearing strata within the Witwatersrand Basin.

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Ein Vergleich zwischen Formationswässern in archaischen Granitoiden und dem Witwatersrand Becken

Zusammenfassung Einige archaische Granitoide, die am nordwestlichen und westlichen Rand des Witwatersrand Beckens vorkommen, zeigen zwei Arten von hydrothermaler Überprägung. Beide Arten, pervasiv und gangförmig, sind mit einer Sulfidmineralisation und Thorium-, Uran-, Gold-, und SEE-reichen Knollen aus kohliger Substanz assoziiert. Alle Granitoide, die sich durch diese spezielle hydrothermale Überprägung auszeichnen, besitzen sekundäre moderat- bis hochsalinare, Ca-reiche Fluideinschlüsse mit niedrigen Homogenisierungstemperaturen in magmatischen und hydrothermalen Quarzen. Diese Fluide werden als modifizierte Beckenwässer gedeutet. Ähnliche Ca-reiche Fluideinschlüsse wurden in authigenen und hydrothermalen Quarzen in goldführenden, hydrothermal veränderten Sedimenten des Witwatersrand Beckens beobachtet, obwohl die Salinitäten der wässrigen Fluide in den Granitoiden noch höher sind. Die moderate bis hohe Salinität und die derzeitige Zusammensetzung der Einschlußfluide wird als eine Konsequenz aus der Fluid-Gesteinswechselwirkung, die während des Transportes im Becken stattfand, und der nachfolgenden Metamorphose angesehen. Vorläufige Altersdaten von den hydrothermal gebildeten Mineralen weisen auf mehrere hydrothermale Ereignisse während einer Zeitspanne zwischen 2.7 und 2.0 Ga hin. Während dieser Zeitspanne kam es durch Beckenentwässerung zu wiederholten Fluidschüben aus dem Becken in die Granitoide aufgrund lokaler tektonischer Ereignisse. Diese Daten deuten an, daß ein großer Teil der hydrothermalen Überprägung sowohl der Granitoide als auch der goldführenden Sedimente durch Formationswässer aus dem Witwatersrand Becken gebildet worden ist.

     

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     

K-Ar dating of white micas from the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa: timing of post-depositional alteration

Summary White micas from metamorphosed and hydrothermally-altered basaltic lavas, conglomerates, quartzites and shales in and around the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa, were dated by the K-Ar method to constrain post-depositional thermal and mineralization processes. The minerals were separated into various grain sizes between < 0.4 and 10m, and characterized in terms of composition, paragenetic sequence and texture, by XRD, SEM and TEM techniques. The K-Ar isochron of all white micas in the basaltic lavas suggests an age of 1994 ± 60 Ma, and that of the smaller mica particles (< 2m) in the quartzites defines a younger age of 1917 ± 66 Ma. This range is considered to reflect the timing of long-lived hydrothermal alteration in the Ventersdorp Contact Reef. The older age is slightly younger than the intrusion of the Bushveld Complex (2060–2054 Ma) and the Vredefort catastrophism (2020 Ma), which are well-documented events that were superimposed onto the Witwatersrand Basin. The younger age may be associated with the Eburnian orogenesis along the western edge of the Kaapvaal Craton resulting in continental-scale fluid migration and hydrothermal activity that extended throughout the Griqualand Basin and even into the Witwatersrand Basin. The K-Ar ages obtained here for the white mica fractions of the Ventersdorp Contact Reef in the Witwatersrand Basin confirm that the period between 2.0 and 1.9 Ga was significant, as far as alteration, and possibly also gold mobilization, was concerned.

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K-Ar Datierung von Hellglimmern aus dem hentersdorp Contact Reef des Witwatersrand Beckens, Südafrika: die zeitliche Eingrenzung der nach der Sedimentablagerung erfolgten Alteration

Zusammenfassung Hellglimmer von metamorph und hydrothermal überprägtem Basalt, Konglomerat, Quarzit und Pelit aus dem Ventersdorp Contact Reef im Witwatersrand Becken, Südafrika, wurden mittels der K-Ar Methode datiert, um das Alter der postsedimentären thermischen Überprägung einzugrenzen. Mineralkörner wurden in einzelne Fraktionen zwischen < 0.4 und 10m separiert und auf deren Zusammensetzung, Paragenese und Textur mittels Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie untersucht. Das Isochronenalter für alle Hellglimmerproben aus dem Metabasalt liegt bei 1994 ± 60 Ma, jenes für die Glimmer mit einer Korngröße < 2m im Quarzit bei 1917 ± 66 Ma. Diese Altersspanne wird als Ausdruck einer lang anhaltenden hydrothermalen Veränderung des Ventersdorp Contact Reef interpretiert. Das ältere Alter ist etwas jünger als die Intrusion des Bushveld Komplex (2060–2054 Ma) und die Vredefort Katastrophe (2020 Ma) - zwei gut dokumentierte Ereignisse, die das Witwatersrand Becken erfaßten. Das jüngere Alter könnte mit der eburnischen Orogenese entlang des Westrandes des Kaapvaal Kratons in Zusammenhang stehen, während der es zu Fluid Migration und hydrothermaler Aktivität quer über den Kontinent vom Griqualand Becken bis in das Witwatersrand Becken kam. Die neuen K-Ar Alter bestätigen somit, daß die Zeitspanne von 2.0–1.9 Ga wesentlich für die Alteration und möglicherweise auch für die Mobilisierung von Gold im Witwatersrand Becken war.

     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Witwatersrand iron-formations and their significance for gold genesis and the composition limits of orthoamphibole

Summary In the West Rand Group of the 3.07–2.71 Ga old Witwatersrand Supergroup, South Africa, a series of banded iron-formations occur. They are of chemical origin and were deposited in an offshore shelf environment. The coarser-grained, in places pyrite-bearing, and partly auriferous metasedimentary rocks forming the bulk of the Witwatersrand Supergroup are regressive. The iron-formations, however, were deposited during transgression. The presence of allogenic pyrite in the fluviatile metaconglomerates and that of magnetite and, in places, haematite in the marine iron-formations suggests a lower pH and higher sulfur activity for the Archaean meteoric environment than for recent hydrothermal fluids on the ocean floor. Post-depositional alteration of the Witwatersrand rocks includes burial metamorphism at temperatures between 300 and 350 °C and pressures around 2.5 kbar, and multiple hydrothermal inflitration events at slightly lower temperatures, coeval with the brittle deformation of the basin fill during the deposition of the Transvaal Supergroup and the Bushveld Vredefort events.Additional thermal metamorphic overprint of the iron-formations around the Vredefort Dome caused the growth of orthoamphiboles. They show a wide range of compositions between ferro-anthophyllite and ferrous alumino-gedrite, suggesting that the crest of the solvus curve for Fe-rich orthoamphiboles is below 500 °C.Chlorite and amphibole compositions, and the presence of Fe-oxide-bearing horizons between pyrite-bearing ones indicate that the fluid composition during post-depositional alteration was largely controlled by the bulk rock composition of the infiltrated stratigraphic horizons and not by some external source.

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Zusammenfassung Die West Rand Group innerhalb der 3.07–2.71 Milliarden Jahre alten Witwatersrand Supergroup, Südafrika, führt eine Reihe von Magnetit- und Hämatit-haltigen Eisenformationen. Diese sind chemischen Ursprungs und wurden in einem flachmarinen Schelfmilieu abgelagert. Der überwiegende Teil der Witwatersrand Abfolge, bestehend aus klastischen, verschiedentlich Pyrit-führenden und teilweise goldhaltigen Metasedimentgesteinen, kann regressiven Phasen zugeschrieben werden. Die Eisenformationen wurden hingegen während transgressiven Phasen abgelagert. Aufgrund des Auftretens allogener Pyrite in den fluviatilen Konglomeratlagen und von Magnetit und Hämatit in den marinen Eisenformationen lassen sich für den meteorischen Bereich im Archaikum niedrigere pH-Werte und höhere Schwefelfugazität ableiten als für rezente submarine hydrothermale Fluide. Post-diagenetische Alterationsprozesse sind der Versenkungsmetamorphose mit Temperaturen zwischen 300 und 350 °C und Drucken um 2.5 kbar sowie etwas niedriger temperierten hydrothermalen Fluiden zuzuschreiben, die als Folge der inkompetenten Deformation der Beckenfüllung in diese während mehrer Stadien infiltrierten. Infiltration hydrothermaler Fluide während der Ablagerung der Transvaal Supergroup (2.55 Ga) und während des Bildung der Vredefort Struktur (2.0 Ga) sind durch Altersdaten belegt.Zusätzliche thermische Metamorphose der Fe-reichen Pelite und Eisenformationen im Bereich der Vredefort Struktur führte zur Bildung von Orthoamphibolen, deren Zusammensetzung von Anthophyllit bis zu Fe-reichem Alumino-Gedrit reicht. Dies läßt darauf schließen, daß die Solvuskurve für Fe-reiche Orthoamphibole unterhalb von 500 °C liegt.Die Zusammensetzung der Chlorite und Amphibole sowie das Auftreten von Fe-Oxid-führenden Horizonten in den generall Pyrit-reichen Metasedimentgesteinen gestatten die Annahme, daß die post-diagenetische Fluidzusammensetzung hauptsächlich durch die jeweilige Zusammensetzung der infiltrierten Gesteinshorizonte und nicht durch eine externe Quelle bestimmt wurde.

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With 8 Figures     

Fluid-rock interaction in the Mo-bearing Nebelstein greisen complex,Bohemian Massif (Austria)

Summary In the Nebelstein area, molybdenite-bearing greisens occur together with peraluminous leucogranites. In the compositional change of the granites to the greisens, there is an almost complete loss of Na, combined with a decrease in Ca, Mg, Sr, and Ti concentrations. The progressive alteration is reflected by lower homogenization temperatures and increasing salinity in aqueous fluid inclusions. The fluid regime prior to greisenization was water-dominated with low salt contents, while the early stage of the greisen development was characterized by a mixed fluid containing carbon dioxide and water. This was succeeded by a moderate saline aqueous fluid which caused the mineralization by exchange of metal ions for Na⁺(Ca²⁺, K⁺). A negative correlation between salt content in fluid inclusions and Na₂O concentrations in the bulk rocks supports this model. Mass balance calculations for this interaction yield a minimum fluid-rock ratio of approximately 2 : I. Greisenization took place at a minimum pressure of 180 MPa (1.8 kb) and in a temperature range between 200 and < 400 °C.

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Fluid-Gestein-Wechselwirkung in dem Molybdänit führenden Greisenkomplex Nebelstein, Böhmische Masse (Österreich)

Zusammenfassung Die Molybdänglanz führenden Greisengesteine des Nebelsteins sind an peraluminöse Granite gebunden. Bei der Alteration der Granite ist für den Übergang Biotitgranit zu Greisen eine weitestgehende Verarmung an Na zu beobachten, gleichzeitig nehmen auch die Gehalte an Ca, Mg, Sr und Ti ab. Die fortschreitende Greisenbildung dokumentiert sich in den wäßrigen Flüssigkeitseinschlüssen durch steigende Salinität bei sinkenden Homogenisierungstemperaturen. Die fluide Phase war vor der Greisenbildung H₂O dominiert und niedrig salinar. Der Beginn der Alterationsprozesse ist durch CO₂ und H₂O hältige Fluide gekennzeichnet. Danach folgt ein Anstieg der Salinität, der auf den Austausch von Metallchloridlösungen gegen Na⁺, K^- und Ca^2- zurückgeführt wird. Dies läßt sich durch eine negative Korrelation der Salinität in den Flüssigkeitseinschlüssen mit dem Na-Gehalt der Gesteine belegen. Daraus wurde die Volumsbeziehung der den Granit durchströmenden fluiden Phase relativ zum Gestein mit mindestens 2 : 1 abgeleitet. Die Mineralisation fand bei einem Minimaldruck von 1,8 kb in einem Temperaturbereich von 200 - < 400 °C statt.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March21–23,1991.     

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.

     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

Summary Platinum-group minerals have been identified in chromitites from the Troodos ophiolitic complex of Cyprus. The host chromitites occur as podiform bodies within the basal harzburgite of the ophiolite, as occasional discontinuous layers in the dunites at the base of the overlying cumulate sequence and rarely as minor schlieren in clinopyroxene dunites at higher levels. Podiform chromitites are generally highly deformed and frequently brecciated while those from the cumulate sequence are well-preserved and display cumulate textures. Chromite grains from bodies at all levels host a broad and mineralogically complex assemblage of inclusions including silicates, platinum-group minerals, base metal sulphides and fluid inclusions, all of which have been studied in detail. The platinum-group minerals (PGM) and base metal sulphides (BMS), which are described here, are modally much less abundant than the silicate inclusions and generally small in size (< 50 µm). PGM comprise sulphides and alloys and are dominated by laurite (RuS₂). Other sulphides are Ru-poor. Alloys include iridosmine, osmian ruthenium and Ru-Fe alloys. Two generations of PGM are believed to be present, the first having been trapped during chromite formation, the second (including most of the alloys) having been formed during serpentinization. The base metal sulphides include common small Ni-Fe sulphides, sometimes associated with silicate inclusions, and larger Cu-rich inclusions, some of which are almost pure chalcopyrite. The origin of the latter is of genetic significance.

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Minerale der Platin-Gruppe aus denn Troodos-Ophiolith, Zypern

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe wurden in verschiedenen Chromititen des Troodos Ophiolithes, Zypern, nachgewiesen. Die Chromitite kommen als podiforme Körper in den basalen Harzburgiten, als gelegentlich unregelmäßige Lagen in den Duniten an der Basis der Kumulat-Abfolge, und selten als Schlieren in den Klinopyroxen-Duniten in höheren Bereichen vor. Podiforme Chromitite sind im allgemeinen intensiv deformiert und häufig brekziiert, während jene aus der Kumulat-Abfolge gut erhalten sind und Kumulat-Texturen zeigen. In Chromiten aus allen Niveaus des Ophiolithes kommt eine umfangreiche, und mineralogisch komplexe Assoziation von Einschlüssen vor; diese umfassen Silikate, Platingruppen-Minerale, Buntmetallsulfide und FlüssigkeitsEinschlüsse. Die Platingruppen-Minerale (PGM) und Buntmetallsulfide (BMS) die hier beschrieben werden, sind modal weniger verbreitet als die Silikateinschlüsse, und sind meist sehr feinkörnig ( < 50 µm). Die PGM umfassen Sulfide, einerseits dominiert von Laurit (RuS₂), aber auch Ruthenium-arme Sulfide, und Legierungen, bestehend aus Iridosmin, Osmium-führendes Ruthenium und Ruthenium-Eisenlegierungen. Die PGM können zwei Generationen zugeordnet werden. Die erste wurde während der Bildung der Chromite eingeschlossen, die zweite (und hierzu gehören die meisten Legierungen) wurden während der Serpentinisierung gebildet. Die Buntmetallsulfide unfassen die bekannten Nickel-Eisen-Sulfide, die manchmal mit Silikateinschlüssen vergesellschaftet sind, und größere Kupfer-reiche Einschlüsse, die zum Teil reiner Kupferkies sind. Die Entstehung dieser Einschlüsse ist von Bedeutung für die Genese.

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With 13 Figures     

Petrogenesis of rare-element pegmatites in the Olary Block, South Australia, part 2. Fluid inclusion study

Summary Fluid inclusions were investigated in quartz, beryl, apatite and triplite from the border and intermediate zones and core of pegmatites within the Proterozoic Olary Block, South Australia. Three compositionally distinct types of inclusions were recognized including pure CO₂ inclusions, mixed H₂O-CO₂ inclusions, and aqueous inclusions with some of them containing a solid phase. Three fluid events occurred during pegmatite formation and subsolidus alteration. Initial fluids are characterised by a low to intermediate salinity (4.1 to 23.4wt% NaCl equivalent), and a composition of about 10 mole% CO₂, 4.2 mole% NaCl equivalent, and 85.6 mole% H2O. Fluids were trapped as homogeneous H₂O-CO₂ phases. The second pulse of fluids was of intermediate to high salinity at 11 to 33 wt% NaCl equivalent. These fluids were most likely trapped as separated CO₂ and H₂O phases. Finally, intermediate to high salinity fluids of post-pegmatite origin with approximately 15 to 30 wt % NaCl equivalent were introduced. The P-T regime for the three fluid events has been estimated at 520° to > 650 °C and 2 to 5 kbars, 400° to 650 °C and 1.8 to 3.3 kbars, and 380° to 480°C and 2.0 to 2.6 kbars, respectively. These conditions indicate a declining pressure path implying a tectonic uplift of the Olary Block during successive fluid emplacements.

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Petrogenese von Seltenelementpegmatiten im Olary Block, Südaustralien, Teil 2. Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse wurden in Quarz, Beryll, Apatit und Triplit von Rand-, Zwischen- und Kernzonen in Pegmatiten des proterozoischen Olary Blocks, Südaustralien, untersucht. Drei Typen von Flüssigkeitseinschlüssen mit verschiedenen Zusammensetzungen wurden erkannt: reine CO₂ Einschlüsse, gemischte H₂O-CO₂ Einschlüsse und wässerige Einschlüsse, wobei einige von diesen feste Einschlüsse aufweisen. Drei Fluid Ereignisse sind den Stadien der Pegmatitbildung und Subsolidus-Alteration zuzuordnen. Die erste Fluidgeneration ist durch geringe bis intermediäre Salinität(4.1 bis 23.4 Gewichts% NaCI Äquivalent) und eine Zusammensetzung von ungefähr 10 Mol % CO₂, 4.2 Mol% NaCl Äquivalent und 85.6 Mol% H₂O charakterisiert. Diese Fluide wurden als homogene H₂O-CO₂ Phasen eingeschlossen. Der zweite Puls von Fluiden war von intermediärer bis hoher Salinität (11 bis 33 Gewichts.% NaCI Äquivalent). Diese Fluide wurden wahrscheinlich als entmischte H₂O und CO₂ Phasen eingeschlossen. Zum Schluß wurden Fluide postpegmatitischen Ursprungs mit intermediärer bis hoher Salinität zugeführt (15 bis 30 Gewichts% NaCI Äquivalent). Der P-T Bereich für die drei Fluid-Ereignisse ist mit 520° bis > 650 °C und 2 bis 5 kbar, 400° bis 650 °C und 1.8 bis 3.3 kbar, und 380° bis 480°C und 2.0 bis 2.6 kbar abgeschätzt worden. Dies weist auf abnehmenden Druck hin und deutet damit eine tektonische Hebung des Olary Blocks während sukkzessiver Fluid-Platznahmen an.

     

Characteristics of post-depositional fluids in the Witwatersrand Basin

Summary Four metamorphic/hydrothermal fluid systems were identified in detailed microthermometric and spectroscopic investigations carried out on fluids trapped in late-stage quartz veins sampled throughout the Witwatersrand Basin. These include aqueous, H₂O-CO₂-rich, H₂O-CH₄-CO₂-rich and CH₄-N₂-rich fluids. Early inclusion populations are dominated by H₂O- and CO₂-rich fluid systems. Cross-cutting these early fluid populations are trails of inclusions that contain CH₄, C₂H₆, N₂, H₂ and H₂S (vapour-rich inclusions). Fault-related quartz veins, in particular, are characterized by these later fluid types. A common feature of some of these later fluids is the presence of hydrocarbons and daughter crystals. A very late phase of aqueous fluids occurs in most samples as transgranular inclusion trails. P-V T-X considerations as well as chlorite geothermometry, mineral assemblages and burial conditions suggest entrapment temperatures of between 200°C and 400°C and locally up to 500°C. Fluid chemistry suggests that the post-depositional C-O-H fluids affecting the sediments have oxygen fugacities between Q-F-M and Ni-NiO in the range 300°C to 400°C. This accounts for the widespread preservation of detrital uraninite and gold remobilization along major fluid conduits.

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Charakterisierung von post-sedimentären Fluiden im Witwatersrand-Becken

Zusammenfassung Vier verschiedene Arten von metamorphen/hydrothermalen Flüssigkeitseinschlüssen wurden im Zuge von detaillierten mikrothermometrischen und spektroskopischen Untersuchungen an Flüssigkeiten in Proben von spätgebildeten Quarzgängen aus dem Gesamtbereich des Witwatersrand-Beckens identifiziert. Bei diesen Flüssigkeiten konnten wässerige, H₂O-CO₂-reiche, H₂O-CH₄-CO₂-reiche und CH₄-N₂-reiche Typen unterschieden werden. Bei frühgebildeten Einschlüssen dominieren H₂O- und CO₂-reiche Flüssigkeiten. Die frühen Einschlüsse kommen entlang verheilter Bruchflächen vor und werden von einer späteren, gasreichen Generation durchkreuzt, die CH₄, C₂H₆, N₂, H₂, und H₂S enthält. Insbesondere Quarzgänge, die an Verwerfungen gebunden sind, enthalten Flüssigkeitseinschlüsse des letzteren Typs. Einige dieser Flüssigkeiten haben die Anwesenheit von Tochterkristallen und hydrokarbonischer Komponenten gemeinsam. Eine sehr späte Generation von wäßrigen Flüssigkeiten kommt in den meisten Proben in der Form von trans-granularen Einschlussbahnen vor. Berücksichtigung von P-V-T-X Bedingungen und Chlorit-Thermometrie, von Mineralparagenesen und Überlagerungsmächtigkeit weisen auf Bildungstemperaturen zwischen 200 und 400 °C, lokal bis zu 500 °C. Die Zusammensetzungen der Flüssigkeiten deuten an, daß die spät-bis post-diagenetischen C-O-H Flüssigkeiten, die auf die Sedimente einwirkten, Sauerstoffugazitäten im Bereich zwischen Q-F-M und Ni-NiO, für Temperaturen von 300 bis 400 °C, hatten. Dies erkärt, warum detritischer Uraninit in weiten Bereichen des Beckens auftritt und warum Remobilisierung von Gold entlang von Zonen hoher Fluidwegsamkeit stattfinden konnte.

     

Nephelinite-carbonatite liquid immiscibility at Shombole volcano,East Africa: Petrographic and experimental evidence

Summary We summarize the evidence for silicate-carbonate liquid immiscibility in two nephelinite lavas from Shombole volcano, East Africa, and discuss its significance for carbonatite petrogenesis. The nephelinite lavas contain spherical to irregular globules 0.5 cm containing low-Sr calcite, Sr-Ca and K-Ba zeolites, fluorite, aegirine, strontianite, and fluorapatite. The globules are interpreted to be magmatic in origin, and represent quenched immiscible carbonate liquid. Most phases in the globules form an interlocking mosaic of euhedral crystals, however, rare blebby intergrowths of calcite and strontianite indicate eutectic crystallization from a melt. The phase assemblages and respective compositions of minerals in the globules and silicate groundmass are nearly identical, indicating that the samples were quenched when two liquids were in near-equilibrium. Experiments with the samples at 200–500 MPa and 975–925 °C have reproduced the natural assemblages (phenocrysts + 2 liquids) exactly and the compositions of experimentally generated solid phases closely match the original phenocrysts. The natural and experimentally produced carbonatites are both sövitic (calcite carbonatite) in composition.The two-liquid experimental data from Shombole are compared with the 300 MPa experimental data ofFreestone andHamilton (1980) andHamilton et al. (1989), who utilized strongly peralkaline bulk compositions typical of the lavas erupted at Oldoinyo Lengai. Both data sets are nearly coplanar in the tetrahedron Si-(Ca + Mg + Fe²⁺)-(Al + Fe³⁺)-(Na + K) (SCAN), but the tielines have different orientations and the Oldoinyo Lengai bulk compositions generate alkali-rich carbonatitic liquids, rather than sövitic liquids. At both volcanic centers, only one type of extrusive carbonatite is known, and crystal fractionation schemes to generate one carbonatite from another are not supported by the data. Experiments illustrate that the full range of Ca-Mg-(Na + K) carbonatites can be generated by liquid immiscibility from nephelinitic magmas of different compositions.

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Nephelinit- und Karbonatitschmelzen des Shombole-Vulkans, Ostafrika, sind nicht mischbar.: Petrographische und experimentelle Ergebnisse

Zusammenfassung Wir fassen die Hinweise auf fehlende Mischbarkeit von Silikat-Karbonatschmelzen in zwei Nephelinitlaven des Shombole-Vulkans, Ostafrika, zusammen und diskutieren die Bedeutung der Ergebnisse für die Genese der Karbonatite. Die Nephelinitlaven enthalten rundliche bis unregelmäßig geformte Einschlüsse von bis zu 0,5 cm Durchmesser, die Sr-armen Kalzit, Sr-Ca und K-Ba Zeolite, Fluorit, Aegirin, Strontianit und Fluorapatit enthalten. Diese Einschlüsse (Globules) sind magmatischen Ursprungs und stellen rasch abgekühlte unmischbare Karbonat-Schmelze dar. Die meisten Phasen in den Einschlüssen bilden ein vernetztes Mosaik idiomorpher Kristalle. Selten kommen auch tröpfchenförmige Verwachsungen von Kalzit und Strontianit vor, die auf eutektische Kristallisation aus einer Schmelze hinweisen. Die Assoziationen der Phasen, und die Zuammensetzungen der Minerale in den Einschlüssen und in der silikatischen Grundmasse sind fast identisch, und weisen darauf hin, daß die Proben rasch abgekühlt wurden als beide Schmelzen beinahe im Gleichgewicht waren. Experimente mit den Proben bei 200–500 MPa und 975–925°C haben die natürlichen Assoziationen (idiomorphe Kristalle und zwei Schmelzen) genau wiedergegeben und Zusammensetzungen der experimentell hergestellten festen Phasen stimmen sehr gut mit denen der ursprünglichen idiomorphen Kristalle überein. Die natürlichen und die experimentell hergestellten Karbonatite sind sövitischer Zuammensetzung (Kalzit-Karbonatit).Die experimentellen Daten vom Shombole werden mit den bei 300 MPa durchgeführten experimentellen Daten vonFreestone undHamilton (1980) undHamilton et al. (1989) verglichen; letztere benützten stark peralkalische Gesamtzusammensetzungen die typisch für die Laven des Oldoinyo Lengai-Vulkans sind. Beide Datengruppen sind beinahe koplanar in den Tetraedern Si-(Ca + Mg + Fe⁺²)-(Al + Fe +3)-(Na + K) (SCAN), aber die Konoden haben verschiedene Orientierungen und die Oldoinyo Lengai-Zusammensetzungen erzeugen alkalireiche karbonatitische Schmelzen und nicht sövitische. In beiden vulkanischen Zentren ist nur ein Typ von Karbonatiten bekannt und Fraktionierungs-Mechanismen, die einen Karbonatit aus dem anderen ableiten könnten, werden von den erarbeiteten Daten nicht gestützt. Experimente zeigen, daß das volle Spektrum möglicher Ca-Mg(Na + K) Karbonatite durch Unmischbarkeit (immiscibility) aus nephelinitischen Magmen verschiedener Zusammensetzung abgeleitet werden kann.

     

On distinguishing quartz of hydrothermal or metamorphogenic origin in different monomineralic veins in the eastern part of Germany

Summary Investigations were made on quartz veins in rocks of the crystalline basement of the German regions Sachsen, Thüringen and Harz Mountains in the former GDR characterizing them genetically for industrial purposes. Fluid inclusions show differences in frequency, size, shape and filling degree between hydrothermal and metamorphic quartz. Homogenization temperatures range from 200 to more than 300°C for metamorphic quartz and from about 100 to more than 250°C for hydrothermal quartz. Pressure corrected homogenization temperatures of metamorphic quartz fluid inclusions exceed 500°C but are available only for this type. Pressures determined for metamorphic quartzes range from 120 to more than 300 MPa. Cryometrically analysed salinity varies from relatively low values (about 10 equiv.-% NaCl) for metamorphic quartz to widely scattered values (8 to 26 equiv.-% NaCl) for the hydrothermal type. The results agree well with the composition of the occluded solutions determined by chemical analysis which range from 20 to 160 g/l for metamorphic quartz, and from 50 and more than 300 g/l for hydrothermal quartz. Chemistry of the metamorphic quartz inclusions is dominated by Na, Cl and HCO₃ ions, whereas Ca ions prevail in hydrothermal quartz. Some of the properties found are important for the melting behaviour of quartz in glass production.

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Zusammenfassung An Quarzgängen in Gesteinen des kristallinen Fundamentes Sachsens, Thüringens und des Harzes in der ehemaligen DDR wurden Untersuchungen zur genetischen Charakterisierung im Zusammenhang mit einer industriellen Nutzung durchgeführt. Mit Hilfe der Methoden der EinschluBforschung und ergänzender Spurenelement- und isotopengeochemischer Analysen war es möglich, Unterscheidungsmerkmale abzuleiten. Bereits mikroskopische Beobachtungen an Einschlüssen in den beiden Quarztypen zeigen Unterschiede in Häufigkeit, Größe, Form und Füllungsgrad. Die Homogenisierungs-temperaturen schwanken zwischen 200 und über 300°C für die metamorphogenen und von 100 bis über 250°C für die hydrothermalen. Druckkorrigierte Homogenisierungs-temperaturen übersteigen 500 °C bei den metamorphogen gebildeten Einschlüssen, sind aber nur für diese erhältlich. Die an den metamorphogenen Quarzen bestimmten Drücke nehmen Werte zwischen 120 bis über 300 MPa an. Die kryometrisch bestimmten Salinitäten bewegen sich zwischen niedrigen Konzentrationen (etwa 10 NaCl-Äquiv.-%) für metamorphogene und stark schwankenden (8 bis 26 NaCI Äquiv.-%) für die hydrothermalen. Diese Ergebnisse stimmen gut mit den chemischen Zusammensetzungen der eingeschlossenen Lösungen überein, die Werte zwischen 20 und 160 g/l für die metamorphogenen Quarze sowie 50 bis über 300 g/l für hydrothermale ergeben. Der Chemismus der Lösungen in metamorphogenen Quarzen zeigt dominante Na-, Cl- und HCO₃-Ionen, während in den hydrothermalen Ca-Ionen überwiegen. Einige der festgestellten Eigenschaften sind für das Einschmelzverhalten der Quarze bei der Herstellung von Silicaglas von Bedeutung.

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With 8 Figures     

Spinel-peridotite xenoliths from Kapfenstein (Graz Basin,Eastern Austria): A geochemical and petrological study

Summary Ultramafic xenoliths from the basaltic tuff of Kapfenstein (Graz Basin) are mainly protogranular and protogranular- to- porphyroclastic spinel lherzolites. In addition to these common rocks, a coarse-grained spinel harzburgite and a heterogeneous spinel peridotite consisting of a clinopyroxene-poor harzburgite and a clinopyroxene-rich lherzolite have been found. Interstitial amphiboles (pargasite and kaersutite) are present in most xenoliths. The magmatic activity which brought these xenoliths to the surface is part of the Plio-Pleistocene extension-related alkali basalt volcanism which took place in the Carpatho-Pannonian Region, post-dating the subduction-related calc-alkaline volcanism which formed the Inner Carpathian arc.Mineralogical and bulk geochemical data for Kapfenstein xenoliths are similar to those for other sub-continental shallow mantle xenolith suites. Correlation diagrams for major and trace elements indicate that their chemical variations are related to different degrees of partial melting due to the extraction of mafic melts. Rare earth element (REE) patterns of separated clinopyroxenes from the xenoliths are generally light rare earth element (LREE)-depleted, although LREE-enriched and more complex patterns have also been found.⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and¹⁴³Nd/.¹⁴⁴Nd isotopic ratios of separated clinopyroxenes vary between 0.70193 and 0.70330 (^Sr, = – 36.4 to –17.0) and 0.512824 and 0.513589 (_NdNd = 4.2 to 18.l), respectively. The highest⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and lowest¹⁴⁴³Nd/¹⁴⁴Nd.Nd ratios occur in those samples which have the most refractory character and also have the most unusual REE patterns. REE determined by ion microprobe on separated interstitial amphibole grains indicate equilibrium with the host peridotite in most of the xenoliths but disequilibirum conditions have been observed, including some extreme LREE enrichments.Striking textural and some geochemical and isotope geochemical similarities have been recognised between Kapfenstein xenoliths and those from the Eastern Transylvanian Basin, both of which are situated on the edges of the diapiric upwelling located in the central part of the Pannonian Basin. The deformation, depletion and enrichment processes which occurred in these two areas are thought to be similar. The LREE-enriched interstitial amphiboles and the presence of cross-cutting amphibole veins suggest that the shallow depleted lithospheric mantle beneath the Graz Basin has been affected by metasomatising events related to the mafic alkaline host magmas rather than by subduction-related fluids or melts.

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Spinel-peridotit Xenolithe von Kapfenstein (Grazer Becken, Ostösterreich): Eine geochemische und petrologische Studie

Zusammenfassung Die ultramafischen Xenolithe aus dem Basaltuff von Kapfenstein (Grazer Becken) bestehen großteils aus protogranularem und porphyroklastischem Spinell-Lherzolith. Abgesehen von diesen weitverbreiteten Gesteinen wurden auch ein grobköringer Spinell-Harzburgit und ein heterogener Spinell-Peridotit, der aus einem Klinopyroxen-armen Harzburgit und einem Klinopyroxen-reichen Lherzolith besteht, gefunden. Interstitielle Amphibole (Pargasit und Kaersutit) sind in den meisten Xenolithen vorhanden. Die magmatischen Prozesse, die diese Xenolithe an die Erdoberfläche befördeten, stehen mit dem mit Extension assoziierten Alkali-Basalt-Vulkanismus, der während des Pliozän/ Pleistozäns dem durch Subduktion ausgelösten Kalk-alkalischen Vulkanismus des inneren Karpathenbogens folgte, in Zusammenhang.Die mineralogischen und geochemischen Vollanalysen der Kapfensteiner Xenolithe sind mit den Daten von anderen Gruppen von subkontinentalen Xenolithen des oberen Mantels vergleichbar. Korrelationsdiagramme für Haupt- und Spurenelemente zeigen, daß die chemische Variation auf verschiedene Grade von Teilschmelzbildung zurück-zuführen ist. Die Verteilungsmuster der Seltenen Erden in Klinopyroxenen der Xenolithe sind generall LREE-verarmt, aber LREE angereichte und kompliziertere Verteilungsmuster kommen vor. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/1⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse der Klinopyroxene schwanken zwischen 0.70193 und 0.70330 (_Sr = von – 36.4 bis –17.0), beziechungsweise zwischen 0.512854 und 0.513589 (_Nd=von –4.2 bis 18.l). Die höchsten⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und niedrigsten¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse treten in den Proben mit dem stärksten refraktären Charakter und den ungewöhnlichsten REE-Verteilungsmustern auf. Die mittels Zonensonde ermittelten Gehalte an REE der interstitiellen Amphibole deuten ein Gleichgewicht mit dem Wirt-Peridotit an, obwohl auch Anzeichen von gestörtem Gleichgewicht, unter anderem extreme Anreicherungen an LREE, beobachtet wurden.Ein Vergleich der Kapfenstein-Xenolithe mit denen aus dem östlichen Transsylvanischen Becken zeigt bemerkenswerte strukturelle und einige geochemische und isotopengeochemische Ähnlichkeiten. Beide Gegenden befinden sich am Rande des Erdmantel diapirs, im Zentrum des Pannonischen Beckens. Die Deformationen und Verarmungsund Anreicherungsprozesse, die in beiden Gebieten stattfanden, sind vergleichbar. Die an LREE angereicherten interstitiellen Amphibole und das Auftreten von diskordanten Amphibolgängen legen nahe, daß der obere verarmte lithosphärische Mantel unter dem Grazer Becken von, mit den mafischen alkalischen Grund-Magmen verwandten, metasomatischen Prozessen erfaßt worden ist, und nicht von mit Subduktion assoziierten Flüssigkeiten oder Schmelzen.

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With 7 Figures     

Petrogenesis of sulphide-bearing reaction zones in the Coolac ultramafic belt,New South Wales,Australia

The Coolac ultramafic belt consists dominantly of variably serpentinised harzburgite and contains a diversity of tectonic inclusions. Reaction zones of chlorite-, talc- and Ca-Al silicate-rich rocks are commonly developed between serpentinites and either tectonic inclusions or country rocks. The chlorite-and talc-rich parts of the reaction zones typically contain sparsely disseminated to rarely massive Cu- and Fe-bearing sulphides, variable sphalerite, and minor Ni- (-Co-Fe) sulphides, arsenides and sulpharsenides, Pb and Bi minerals. The reaction zones have formed concomitantly with the serpentinisation of the harzburgite at temperatures of 100°–350°C and at pressures of <6 kb. Migration of Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu and Zn has occurred from the ultramafic rocks to the reaction zones. The sulphur content of the ultramafic rocks increased during serpentinisation, but decreased markedly in the final stage of the process owing possibly to rising oxygen fugacity. The availability of sulphur during serpentinisation may have enabled sulphide minerals to form from the concentration of base metals in the reaction zones.

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Zusammenfassung Der ultrabasische Gürtel von Coolac besteht vorwiegend aus unterschiedlich serpentinisiertem Harzburgit und weist mannigfaltige tektonische Einschlüsse auf. Reaktionszonen Chlorit-, Talk-, und Ca-Al-Silikat-reicher Gesteine sind gewöhnlich entwickelt im Kontaktbereich zwischen serpentinisiertem Harzburgit und entweder tektonischen Einschlüssen oder Gesteinen der Umgebung. Die Chlorit- und Talk-reichen Partien der Reaktionszone enthalten typischerweise fein verteilte, seltene Konzentrationen von Cu- und Feführenden Sulphiden, mit wechselndem Zinkblendegehalt, und untergeordnet Ni(-Co-Fe) Sulphide, Arsenide und Schwefel-haltige Arsenide, sowie Pb-und Bi-haltige Mineralien. Die Reaktionszonen entstanden zusammen mit der Serpentinisierung des Harzburgits bei Temperaturen von 100°–350°C und unter einem Druck von <6 Kb. Migration von Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu und Zn verlief von den ultrabasischen Gesteinen zu den Reaktionszonen. Der Schwefelgehalt der ultrabasischen Gesteine nahm während der Serpentinisierung zu, verringerte sich jedoch auffällig im letzten Stadium des Prozesses, möglicherweise wegen der zunehmenden Verflüchtigung des Sauerstoffes. Das Angebot von Schwefel während der Serpentinisierung mag der Grund für die Bildung von Sulphiden aus Schwermetallkonzentration in den Reaktionszonen gewesen sein.

     

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

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

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

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

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With 11 Figures     

Reaktionen zwischen festen,insbesondere ozeanischen Salzen

Zusammenfassung Nach einigen einleitenden Zeilen über Reaktionen zwischen festen Stoffen im allgemeinen und zwischen Salzen im besonderen werden die vonLeonhardt und Mitarbeitern ausgeführten Synthesen mitgeteilt. Hierbei werden im Anschluß an dieIdeschen Versuche der Bewässerung und Entwässerung von MgSO₄ die Kieseritausblühungen in Salzbergwerken als feste Salzumwandlungen erwähnt.Es wird gezeigt, daß bei einigen der Synthesenbeispiele vonLeonhardt und Mitarbeitern während der Reaktion H₂O zusätzlich entsteht. Da der weitere Reaktionsablauf also bei Gegenwart von Laugenspuren vor sick gehen könnte — dieses muß von Fall zu Fall entschieden werden — sollte man derartige Reaktionen als laugenfrei einsetzende bezeichnen. —Leonhardt undBerdesinski machten wahrscheinlich, daß die laugenfreien Reaktionen unter dem katalytischen Einflusse von H₂O-Dipolfilmen auf den Kristalloberflächen begünstigt vor sich gehen, die Gitterbausteine reagieren direkt miteinander, und dieses ist ein neuer Weg des Zusammenschlusses von Ionen zu einer neuen Verbindung.Da in der Praxis, sowohl in den natürlichen Rohsalzen als auch den Düngesalzprodukten, die Salze außer H₂O-Dipolfilmen stets noch mit Laugenspuren in Form mikroskopisch sichtbarer Einschlüsse behaftet rind, kann man bei Betrachtung der festen Reaktionen in bezug auf natürliche Salze nicht an einer Überprüfung des Einflusses von solchen Laugenspuren vorübergehen. Es wird auseinandergesetzt, daß Laugenspuren Keime des Reaktionsproduktes bilden und als Überträger der Ionen zwischen scheinbar fest reagierenden Salzen wirken können in genau derselben Weise wie bei Gegenwart von viel Lauge zwischen Bodenkörpern, und daß die theoretischen Stabilitätsbedingungen, die zwischen Bodenkörpern in Lösungsgleichgewichten bestehen, auch für das feste Salzgemisch gelten müssen. Allerdings können die aus Bodenkörperumsetzungen enter Lauge bekannten Reaktionen im festen laugenfreien Zustande unterbleiben (Bestehen falscher Paragenesen) bzw. bei Gegenwart von Laugenspuren verzögert vor sich gehen. Es werden hierfür Beispiele und eventuelle Reaktionsmöglichkeiten nach den Lösungsgleichgewichten gegeben. Die im Salzgebirge und in der Kaliindustrie sich abspielenden festen Salzreaktionen sind unter diesen Gesichtspunkten zu betrachten. Sie gehören in das Grenzgebiet von Reaktionen zwischen festen Stoffen und Laugenumsetzungen, d. h. sind als Bodenkörperumsetzungen mit derLaugenmenge nahezu gleich Null auffaßbar.Eine Charakterisierung von natürlichen, in diesem Sinne fest reagierten Salzvorkommen steht noch aus und wird sehr schwierig sein. Es kann aus den Reaktionsmöglichkeiten und Bedingungen wahrscheinlich gemacht werden, daß die Zahl derverschiedenen natürlichen (d. h. im Salzgebirge) festen Salzreaktionen nicht sehr groß sein wird.Der Einfluß des Druckes wird sich erst bei sehr hohen Werten (um 10000 Atm) in einer wesentlichen Verschiebung der Stabilitätsverhältnisse, die aus den enter Atmosphärendruck ausgearbeiteten Lösungsgleichgewichten bekannt sind, auswirken. Nach den neuesten Forschungen muß bezweifelt werden, daß derartig hohe Drucke im Salzgebirge allgemein geherrscht haben.Herrn Prof. Dr.Jean d'Ans zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Origin of tourmaline and oxide minerals from the metamorphosed Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit, Rajasthan, India

Summary The sediment-hosted exhalative Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit in Rajasthan, India, contains a number of oxide minerals which have been formed as a result of high-grade metamorphism. Gahnite (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) is a common minor phase in the ores and formed from breakdown of sphalerite and Al-rich silicates. Pyrophanite-ilmenite solid solution (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58Ti_0.99–1.01O₃) is very rare and occurs, intergrown with rutile, as a result of unmixing of a Ti-Fe-Mn bearing precursor mineral.Dravite-rich tourmaline with Fe/(Fe+Mg) ratios around 0.02 occurs at the hanging wall contact of the orebody with the paragneisses and is intergrown with the ore minerals. Tourmaline from the stratabound ores is distinguished from schorl-rich tourmaline of two pegmatite samples which show Fe/(Fe+Mg) ratios of 0.43 and 0.62, respectively. It is argued that dravite-rich tourmaline (or another B-rich precursor mineral) is of premetamorphic origin. This dravite-rich tourmaline recrystallized during high-grade metamorphism when the metamorphic fluid, represented by H₂O-CO₂±CH₄-N₂ inclusions, was trapped.Amphiboles, muscovites and biotites from metamorphic rocks of the deposit display radiometric³⁹Ar/⁴⁰Ar cooling ages between 788 and 909 Ma.

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Dravit-reicher Turmalin und Oxide der metamorphen Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha, Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Die sedimentär-exhalative Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha in Rajasthan, Indien, beinhaltet eine Reihe von Oxidmineralen, die infolge der hochgradigen Regional-metamorphose gebildet wurden. Gahnit (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24 Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) ist eine häufig anzutreffende Phase, die sich aus Sphalerit und Al-reichen Silikatphasen gebildet hat. Pyrophanit-Ilmenit (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58 T_0.99–1.01O₃) ist sehr selten und bildet, aufgrund der Entmischung eines Ti-Fe-Mn hältigen Vorläuferminerals, Verwachsungen mit Rutil.Dravit-reicher Turmalin mit einem Fe/(Fe+Mg) Verhältnis um 0.02 bildete sich gleichzeitig mit den Sulfidmineralen am Kontakt des Erzkörpers mit den hangenden Paragneisen der Lagerstätte. Dieser Turmalin unterscheidet sich klar von Schörlreichem Turmalin mit Fe/(Fe+Mg) Verhältnissen von 0.43 und 0.62 von zwei Pegmatiten. Die Herkunft dieses prämetamorphen Dravit-reichen Turmalins (oder dessen Vorgängerminerals) ist unklar. Dieser Turmalin rekristallisierte während der Metamorphose, wobei er das metamorphe H₂O-CO₂±CH₄-N₂-Fluid in Form von primären Einschlüssen einschloß.Amphibol, Muskowit und Biotit wurden mittels³⁹Ar/⁴⁰Ar-Methode datiert und liefern radiometrische Abkühlungsalter zwischen 788 und 909 Ma.

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With 8 Figures     

Metamorphogenic barite-pyrite (Pb-Zn-Ag) veins at pollone, apuane alps, tuscany: vein geometry, geothermobarometry, fluid inclusions and geochemistry

Summary The barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) deposit of Pollone is located in the southernmost tip of the Apuane Alps metamorphic core complex, and is hosted by a siliciclastic formation of pre-Norian age. The southern sector of the deposit mainly consists of stratiform, supposedly syngenetic, barite-pyrite orebodies, whereas the northern area is characterized by a barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) vein system. Vein geometry in the northern area is controlled by a shear zone, developed during the greenschist facies metamorphism which affected the Apuane Alps core complex between 27 and 8 Ma, that was responsible for fluid focusing and vein emplacement. At Pollone, arsenopyrite and chlorite geothermometers show broadly comparable results, and suggest local metamorphic peak temperatures between 320 and 350°C. Phengite geobarometry indicates minimum pressures of about 3.5 kbar. Fluid inclusion data and mineral equilibria suggest that the mineralizing fluids were initially hotter than the country rocks (about 450°C at 3.5–4.0 kbar). Rocks in direct contact with the orebodies are depleted in Rb and enriched in Sr in comparison to similar rocks elsewhere in the area. This is attributed to the presence of Rb-poor muscovite and Sr-rich barite. Rb-depleted muscovites suggest mineral-fluid interaction in a rock reservoir characterized by a different (modal) mineralogical composition than the Pollone host rocks. The progressive decrease of Sr in barite with increasing distance from the orebodies may be explained with a temperature decrease along the infiltration paths of mineralizing fluids (i.e., from the vein into the wall rocks). The similar O-isotope composition of quartz from veins and host rocks is explained with the overall homogeneous O-isotope composition of the Alpi Apuane basement rocks. This indicates a limited interaction between mineralizing fluids and the rocks exposed at Pollone. Remobilization of syngenetic orebodies was conceivably of minor importance in the production of metamorphogenec veins. Fluid cooling along a major tectonic lineament is thought to be responsible for barite deposition.

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Die metamorphogenen Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gänge von Pollone, Apuanische Alpen, Toskana: Geometrie der Gänge, Geothermobarometrie, Flüssigkeitseinschlüsse und Geochemie

Zusammenfassung Die Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Lagerstätte von Pollone liegt im südlichsten Ende des metamorphen Kern-Komplexes der Apuanischen Alpen, und sitzt in einer siliziklastischen Formation prä-Norischen Alters auf. Der südliche Sektor der Lagerstätte besteht hauptsächlich aus stratiformen, wahrscheinlich syngenetischen Baryt-Pyrit-Erzkörpern, während der nördliche Teil des Gebietes durch ein Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gangsystem charakterisiert wird. Die Geometrie der Gänge im Nordteil wird durch eine Scherzone kontrolliert, die während einer grünschieferfaziellen Metamorphose entstanden ist, die den Kernkomplex der Apuanischen Alpen zwischen 27 und 8 Ma betroffen hat. Diese Scherzone war auch für die Zufuhr der Fluide und die Platznahme der Gänge verantwortlich. In Pollone zeigen Arsenopyrit- und Chlorit-Geothermometrie weithin vergleichbare Ergebnisse und weisen auf lokale Maximaltemperaturen der Metamorphose zwischen 320 und 350°C hin. Phengit-Geobarometrie läßt Minimal-Drucke von ungefähr 3,5 kbar erkennen. Fluidflüssigkeitseinschluß-Daten und Mineral-Gleichgewichte zeigen, daß die erzbringenden Fluide ursprünglich heißer als die Wirtsgesteine waren (ca. 450 °C für P von 3,5 bis 4 kbar). Gesteine, die im direkten Kontakt mit den Erzkörpern sind, zeigen eine Anreicherung an Rb und eine Anreicherung an Sr, im Vergleich mit ähnlichen Gesteinen, die im Gebiet anzutreffen sind. Dies wird auf das Vorkommen von Rb-armen Muscovit und Sr-reichen Baryt zurückgeführt. An Rbabgereicherte Muscovite legen Mineral-Fluid-Reaktionen nahe, die in einem Gesteinsreservoir abliefen, das durch eine andere mineralogische Zusammensetzung als die Wirtsgesteine von Pollone charakterisiert war. Der zunehmende Verlust von Sr im Baryt mit zunehmender Entfernung von den Erzkörpern, kann durch einen Temperaturabfall entlang der Infitrations-Pfade der erzführenden Lösungen erklärt werden (d.h. von Gang in die Nebengeseine). Die ähnliche Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung für Quarz aus den Gängen und den Nebengesteinen läßt sich auf die allgemein homogene Sauerstoffisotopen-Signatur des Basements der Apuanischen Alpen zurückführen. Dies weist auf beschränkte Wechselwirkung zwischen erzführenden Lösungen und den in Pollone anstehenden Gesteinen hin. Die Remobilisation von syngenetischen Erzkörpern in Pollone war nur von geringer Bedeutung für die Entstehung der metamorphogenen Gänge. Abkühlung der Fluide an einem wichtigen tektonischen Lineament gilt als Ursache für den Absatz von Baryt.

     

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

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

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

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