Stability properties of the CuS2-FeS2 solid solution series of pyrite type

Summary Experimental investigations on the Cu-Fe-substitution and the formation of a solid solution series in the system CuS₂-FeS₂ were carried out under hydrothermal conditions up to 350°C and 3 kb and by means of a piston cylinder apparatus at higher temperatures and pressures up to 900°C and 45 kb. Under dry conditions at 440°C and above 17 kb the system was found to be binary with a miscibility gap between an iron-rich phase near the FeS₂ end-member and a coexisting copper-rich phase being the solvus composition of a homogeneity region from 75 to 100 mole% CuS₂. This solvus of the copper rich phase was found to be almost independent of temperature and pressure up to 45 kb and 700°C. The solubility of CuS₂ in FeS₂ at 45 kb increases from 0.6 mole% at 700°C to 4.5 mole% at 900°C. Under hydrothermal conditions up to 3 kbars the solvus of metastable (Cu, Fe)S₂ is strongly dependent on pressure only in the Cu-rich part of the system.

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Zusammenfassung Stabilität der CuS₂-FeS₂ Mischreihe des Pyrit-Typs Experimentelle Untersuchungen zur Cu-Fe-Substitution und zur Bildung einer festen Lösung im System CuS₂-FeS₂ wurden mit der Hydrothermalsynthese bis 350°C und 3 kb und mit der Stempelzylindermethode bis 900°C und 45 kb durchgeführt. Unter trockenen Bedingungen bei 440°C und oberhalb 17 kb ist dieses System binär und weist eine Mischungslücke zwischen einer eisenreichen Phase nahe dem FeS₂ Endglied und einer koexistierenden kupferreichen Phase mit der Solvuszusammensetzung eines Homogenitätsbereiches zwischen 75 und 100 mol% CuS₂ auf. Dieser Solvus der kupferreichen Phase wurde bis 45 kb und 700°C nahezu druck- und temperaturunabhängig gefunden. Demgegenüber nimmt die Löslichkeit von CuS₂ in FeS₂ bei 45 kb von 0.6 mol% bei 700°C auf 4.5 mol% bei 900°C zu. Der Solvus der metastabilen (Cu, Fe)S₂-Phasen, die bislang nur unter hydrothermalen Bedingungen synthetisiert werden können, zeigte bis 3 kbar nur im kupferreichen Teil des Systems eine starke Druckabhängigkeit.

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With 4 Figures     

Experimental investigation of the Ag-TI-Bi-Sb-S system

Summary Polymetallic ore deposits of low temperature origin often contain thallium as a minor element. By means of modern analytical methods numerous new T1 minerals are described, but their coexistence and equilibria are not investigated yet.The equilibria at 200°C of the quasi-quaternary system Ag₂S-Tl₂S-Sb₂-Sb₂S₃-Bi₂S₃ and the corresponding subsystems were studied. The system Ag₂S-Tl₂S-Sb₂S₃-Bi₂S₃ contains only one quasiquaternary phase, AgTlSbBiS₄, which is connected by tie-lines with all quasiternary phases in the system (Ag₄Sb₃BiS₈ and Ag₃Tl₃Sb₂S₆) and with most quasibinary phases: SbBiS₃, weissbergite (TlSbS₂), (TlBiS₂, pyrargyrite (Ag₃SbS₃), miargyrite (AgSbS₂) and matildite (AgBiS₂). This phase diagram makes it possible to investigate all important naturally occurring parageneses of Ag and Tl sulphosalts containing Sb and Bi.

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Die experimentelle Untersuchung des Ag-TI-Sb-Bi-S Systems

Zusammenfassung In polymetallischen Sulfiderzen niedriger Bildungstemperaturen sind Spuren von Thallium fast immer nachweisbar. In jüngster Zeit wurde mittels moderner Analysentechniken eine Reihe neuer Thalliumminerale entdeckt, charakteristische Paragenesen sind bisher und Phasengleichgewichte jedoch unerforscht.In einer experimentellen Studie wurde das quasi-quaternäre System Argentit (Ag₂S)-Carlinit (Tl₂S)-Antimonglanz (Sb₂S₃)-Wismutglanz (Bi₂S₃) bei 200 °C untersucht. Es enthält nur eine quasi-quaternäre Phase AgTlSbBiS₄, welche durch Konoden mit den quasi-ternären Phasen Ag₄Sb₃BiS₈ und Ag₃Tl₃Sb₂S₆, sowie mit den quasi-binären Phasen Pyrargyrit (Ag₃SbS₃), Miargyrit (AgSbS₂), Schapbachit (Matildit, AgBiS₂), Weissbergit (TlSbS₂), TlBiS₂ und SbBiS₃ verknüpft ist. Das vorliegende Phasendiagramm ermöglichtes die Phasenbeziehungen natürlich vorkommender Ag- und Tl-Sulfosalze, die Sb und Bi enthallen, darzustellen.

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With 5 Figures

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Deceased     

Experimental studies on the phase systems Fe-Ni-Pd-S and Fe-Pt-Pd-As-S applied to PGE deposits

Summary In the present paper current results of experimental investigation of the phase system Pd-Fe-Ni-S at 900°C, 725°C, 550°C and 400°C as well as of the phase system Pt-Fe-As-S at 850°C and 470°C are summarized. A preliminary note on the system Pt-Pd-As-S is added. Individual phase assemblages are presented, data on solubility of PGE in base metal sulphides/arsenides or alloys are given and solid solution ranges of important minerals are described as a function of temperature and phase assemblage. The extent and role of sulphide/arsenide melts in these systems are presented together with hints for, and examples of the application of the current experimental results for the explanation of ore-geological processes.

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Bisherige Ergebnisse experimenteller Untersuchungen in den Systemen Fe-Ni-Pd-S und Fe-Pt-Pd-As-S und ihre Bedeutung für Lagerstätten der Platin-Gruppen-Elemente

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden bisherige Ergebnisse experimenteller Untersuchungen in den Phasensystemen Pd-Fe-Ni-S bei 900°C, 725°C, 550°C sowie 400°C, bzw. Pt-Fe-As-S bei 850°C und 470°C zusammengefasst. Vorläufige Anmerkungen zum System Pt-Pd-As-S werden gegeben. Die Phasenbeziehungen und die Löslichkeitsdaten von PGE's in Buntmetall-Sulfiden/Arseniden sowie deren Verbindungen werden präsentiert. Die Mischungsbereiche der wichtigsten Minerale werden als Funktion von Temperatur und Phasenvergesellschaftung diskutiert. Die Rolle von Sulfid/Arsenid Schmelzen in diesen Systemen und Beispiele für die Anwendung dieser experimentellen Ergebnisse zur Erklärung lagerstättenkundlicher Prozesse werden beschrieben.

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With 6 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     

Zur Kristallstruktur des Bismuthinits,Bi2S3

Zusammenfassung Es wurde eine Bestimmung der Kristallstruktur des Bismuthinits Bi₂S₃, die bisher nur als Analogie der Antimonitstruktur bekannt war, durchgeführt. Es zeigte sich, daß die Kristallstruktur des Bismuthinits weitgehend mit der von Antimonit übereinstimmt. Die Koordinationspolyeder sind allerdings regelmäßiger als beim Sb₂S₃ und bei einem der beiden kristallographisch unabhängigen Bi-Atome zeigt sich bei genauer Betrachtung ein deutlicher Unterschied, so daß die Koordination von diesem als 3+3+1 gegenüber 3+2+1 beim Antimonit bezeichnet werden kann.

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The crystal structure of bismuthinite

Summary The crystal structure of bismuthinite Bi₂S₃ was determined. It showed that the analogy to the structure of stibnite is correct in general. The coordination polyhedra are more regular compared to those in Sb₂S₃. One of the crystallographic independent Bi-atoms shows a distinct difference in coordination, 3+3+1, compared to the equivalent atom in antimonite, 3+2+1.

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Mit 1 Abbildung     

Syntheses of selenian valleriite

Summary Selenium traces in valleriite are known, but their actual position in the structure remains to be clarified. This has been attempted in this study, the complete valleriite-selenium valleriite solid solution series (with chalcopyrite and cubanite layers) were sythesized under hydrothermal conditions at 450°C and 1 kb pressure in collapsible gold tubes.

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Synthese von Selenvalleriit

Zusammenfassung Valleriite mit Selenspuren sind bekannt, aber die Position des Se in der Valleriit-Struktur bedarf noch der Klärung. Dies ist die Fragestellung der folgenden Arbeit. Die komplette Mischkristallreihe Valleriit-Selen-Valleriit wurde untersucht, und zwar sowohl mit Kupferkies als auch mit Cubanitschichten; die Synthese ließ sich unter hydrothermalen Bedingungen bei 450°C und 1 kb Druck in kollabierenden Goldkapseln verwirklichen.

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With 2 Figures     

Paragenetic relations of some Cu-Fe-Sn-Sulfides in the Mangualde pegmatitie,North Portugal

The textures of chalcopyrite from the Mangualde pegmatite suggest: a) myrmekitic intergrowths of chalcopyrite and complex stannite-kesterite-hexastannite inclusions formed by reactions involving: 1, eutectoid unmixing of Sn-Zn-bearing chalcopyrite solid solution into chalcopyrite and Zn-bearing stannite, 2, formation of hexastannite by reaction of the stannite with chalcopyrite, whereby kesterite formed as an intermediate product; b) chalcopyrite-hexastannite myrmekites crystallized as cotectic precipitates from liquid; hexastannite was partly replaced and rimmed by mawsonite during subsequent cotectic crystallization of chalcopyrite-mawsonite myrmekites; c) stannite inclusions in cubanite-bearing chalcopyrite formed by exsolution; d) in bornite-rich samples bornite and hexastannite crystallized before chalcopyrite. Phase relations in the pseudo-ternary cubanite-stannite-bornite Zn-bearing system are depicted; the association bornite-stannite is incompatible at lower temperatures, as below about 500 °C hexastannite and mawsonite intervene as intermediate compounds.

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Zusammenfassung Im Kupferkies des Mangualde-Pegmatit treten a) myrmekitische Verwachsungen von Kupferkies mit komplexen Zinnkies-Kösterit-Hexastannit-Einschlüssen auf, die durch folgende Reaktionen entstanden sind: 1. eutektoide Entmischung von Sn-Zn-haltigen Kupferkiesmischkristallen in Kupferkies und Zn-haltigem Zinnkies, 2. durch darauf folgende Bildung von Hexastannit aus der Reaktion zwischen Zinnkies und Kupferkies, wobei Kösterit als Zwischenprodukt gebildet wurde. b) Kupferkies-Hexastannit Myrmekite kristallisierten als cotektische Präzipitate; während der subsequenten cotektischen Kristallisation von Kupferkies-Mawsonit-Myrmekiten wurde der Hexastannit durch Mawsonit verdrängt und von diesem umsäumt. c) Die Stannit-Einschlüsse in Cubanit-haltigen Kupferkiesen sind als Entmischungen zu deuten. d) In Bornit-reichen Paragenesen kristallisierten Bornit und Hexastannit vor dem Kupferkies. Die Phasenbeziehungen im pseudoternären, Zn-haltigen Cubanit-Zinnkies-Bornit-System werden diskutiert; in diesem System ist die Assoziation von Bornit mit Zinnkies bei tieferen Temperaturen nicht möglich, da unterhalb von etwa 500 °C Hexastannit und Mawsonit als intermediäre Phasen intervenieren.

     

The effect of bulk rock composition on the stability of amphibole in the upper mantle: Implications for solidus positions and mantle metasomatism

Summary The stability of pargasitic amphibole in the upper mantle is a function of water content and bulk rock composition, and under water-undersaturated conditions, the stability of amphibole controls the solidus position. Experiments in the system Tinaquillo peridotite +0.2% H₂O, a refractory peridotite under water-undersaturated conditions, show that amphibole is stable to 1030°C and 26 kb. In contrast, pargasitic amphibole is stable to 1150°C and 30 kb in Hawaiian pyrolite, a more fertile peridotite composition. This indicates that under water-undersaturated conditions, the most fertile part of a crystallizing mantle diapir with an inhomogeneous composition will solidify first while a more refractory component will contain an alkali-rich melt which will have the ability to metasomatize adjacent regions. The relative stabilities of amphibole in refractory and fertile bulk compositions may result in increasing rather than diminishing chemical contrasts in high temperature lherzolite, i.e. a process of metamorphic differentiation. Ti, Fe, Al and Na metasomatism can therefore be considered a normal occurrence associated with the upward migration and solidification of an H₂O-bearing mantle diapir.

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Der Einfluß der Gesamtgesteins-Zusammensetzung auf die Stabilität von Amphibol im oberen Mantel: Bedeutung für Solidus-Positionen und Mantel-Metasomatose

Zusammenfassung Die Stabilität pargasitischer Amphibole im oberen Mantel ist eine Funktion von Wassergehalt und Gesamtgesteins-Zusammensetzung. Unter wasser-untersättigten Bedingungen, kontrolliert die Stabilität von Amphibol die Solidus-Position. Experimente in dem System Tinaquillo Peridotit +0,2% H₂O, einem refraktären Peridotit unter wasser-untersättigten Bedingungen, zeigen daß Amphibol bis 1030°C und 26 Kb stabil ist. Im Gegensatz dazu ist pargasitische Hornblende in einem Hawaii-Pyrolit, von mehr fertiler Peridotit-Zuammensetzung, bis 1150°C und 30 Kb stabil. Das zeigt, daß bei wasser-untersättigten Bedingungen der am meisten produktive Teil eines kristallisierenden Mantel-Diapirs mit inhomogener Zusammensetzung sich zuerst verfestigen wird, während eine mehr refraktäre Komponente eine alkali-reiche Schmelze enthalten wird, die wiederum die Fähigkeit hat, umliegende Bereiche metasomatisch zu beeinflussen. Die relativen Stabilitäten von Amphibol in refraktären und fertilen Gesamtzusammensetzungen können dazu führen, daß die chemischen Gegensätze in Hochtemperaturlherzoliten eher zunehmen als abnehmen, d. h. ein Prozeß metamorpher Differentiation. Ti, Fe, Al und Na Metasomatose können deshalb als ein verbreiteter Vorgang, der mit der Aufwärtsbewegung und Verfestigung eines H₂O-führenden Mantel-Diapirs assoziiert ist, betrachtet werden.

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With 4 Figures     

Phase relations and mineral assemblages in the Ag-Bi-Pb-S system

Phase relations within the Ag-Bi-S, Bi-Pb-S, and Ag-Pb-S systems have been determined in evacuated silica tube experiments. Integration of experimental data from these systems has permitted examination and extrapolation of phase relations within the Ag-Bi-Pb-S quaternary system. — In the Ag-Bi-S system liquid immiscibility fields exist in the metal-rich portion above 597±3°C and in the sulfur-rich portion above 563±3°C. Ternary phases present correspond to matildite (AgBiS₂) and pavonite (AgBi₃S₅). Throughout the temperature range 802±2°C to 343±2°C the assemblage argentite (Ag₂S) + bismuth-rich liquid is stable; below 343°C this assemblage is replaced by the assemblage silver + matildite. — Five ternary phases are stable on the PbS-Bi₂S₃ join above 400°C — phase II (18 mol-% Bi₂S₃), phase III (27 mol-% Bi₂S₃), cosalite (33.3 mol-% Bi₂S₃), phase IV (51 mol-% Bi₂S₃), and phase V (65 mol-% Bi₂S₃). Phase IV corresponds to the mineral galenobismutite and is stable below 750±3°C. Phases II, III, and V do not occur as minerals, but typical lamellar and myrmekitic textures commonly observed among the Pb-Bi sulfosalts and galena evidence their previous existence in ores. Phase II and III are stable from 829±6°C and 816±6°C, respectively, to below 200°C; Phase V, stable only between 730±5°C and 680±5°C in the pure Bi-Pb-S system is stabilized to 625±5°C by the presence of 2% Ag₂S. Experiments conducted with natural cosalites suggest that this phase is stable only below 425±25°C in the presence of vapor. — In the Ag-Pb-S system the silver-galena assemblage is stable below 784±2°C, whereas the argentite + galena mineral pair is stable below 605±5°C. — Solid solution between matildite and galena is complete above 215±15°C; below this temperature characteristic Widmanstätten structure-like textures are formed through exsolution. Schematic phase relations within the quaternary system are presented at 1050°C, at 400°C, and at low temperature.

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Zusammenfassung Die Phasenbeziehungen in den Systemen Ag-Bi-S, Bi-Pb-S und Ag-Pb-S wurden durch Versuche in evakuierten Quarzglasröhrchen bestimmt. Die Auswertung aller experimentellen Daten gestattete eine Extrapolation der Phasenbeziehungen im quaternären System Ag-Bi-Pb-S. — Im System Ag-Bi-S besteht ein Zwei-Schemlzenfeld im metallreichen Teil über 597±3°C und im schwefelreichen Teil über 563±3°C. Die ternären Phasen entsprechen den Mineralien Schapbachit (AgBiS₂) und Pavonit (AgBi₃S₅). Zwischen 802±2°C und 343±2°C ist die Paragenese Silberglanz (Ag₂S) + Bi-reiche Schmelze stabil; unterhalb 343°C wird sie jedoch ersetzt durch die Paragenese Silber + Schapbachit. — Fünf ternäre Phasen sind stabil im Schnitt PbS-Bi₂S₃ oberhalb von 400°C: Phase II (18 Mol-% Bi₂S₃), Phase III (27 Mol-% Bi₂S₃), Cosalite (33.3 Mol-% Bi₂S₃), Phase IV (51 Mol-% Bi₂S₃) und Phase V (65 Mol-% Bi₂S₃). Phase IV entspricht dem Mineral Galenobismutit und ist stabil unterhalb 750±3°C. Die Phasen II, III und V kommen zwar nicht in der Natur vor, jedoch weisen typische myrmekitische und lamellare Gefüge, die man häufig in Pb-Bi-Sulfosalzen und deren Verwachsungen mit Bleiglanz beobachtet, auf die ehemalige Existenz solcher Phasen in diesen Erzen hin. Die Phasen II und III sind stabil von 829±6°C bzw. 816±6°C bis unter 200°C. Die Phase V, die im reinen System Bi-Pb-S zwischen 730±5°C und 680±5°C auftritt, wird in Gegenwart von 2% Ag₂S stabilisiert bis herab zu 625±5°C. Versuche mit natürlichen Cosaliten lassen darauf schließen, daß diese Phase nur unterhalb 425±25°C in Gegenwart einer Gasphase stabil ist. — Im System Ag-Pb-S ist die Paragenese Silber-Bleiglanz unterhalb von 784±2°C stabil, die Paragenese Silberglanz-Bleiglanz dagegen unterhalb 605±5°C. — Die Mischkristallreihe von Schapbachit und Bleiglanz ist vollständig oberhalb 215±15°C; unterhalb dieser Temperatur entstehen charakteristische Entmischungsgefüge ähnlich den Widmannstättenschen Figuren. Für das quaternäre System werden schematische Phasenbeziehungen für 1050°C, 400°C und eine noch tiefere Temperatur gegeben.

     

Copper sulphide formation chemistry at low temperatures

Summary Covellite, blaubleibender covellite, djurleite and chalcocite have been synthesized by the reaction between Cu₂O with aqueous Na₂S solutions at low temperatures. Digenite was produced by heating the dried products of the aqueous experimentation at 105°C for 50 days, but not directly from aqueous solution. Anilite was formed through air oxidation of chalcocite at room temperature. The pH and Eh conditions of formation of these phases have been studied and it has been shown that the synthetic results broadly reflect the theoretical stability fields for these compounds, inasmuch as more reduced copper sulphides are formed under higher pH and lower Eh conditions. Studies of the changes in these parameters during the course of the experiments have been used to outline the mechanisms involved in the reactions. It has been demonstrated that the form of the copper sulphide produced around neutral pH values is almost independent of the oxidation state of the copper reactant, but highly sensitive to the presence and concentration of elemental sulphur. A detailed discussion of the formation chemistry of copper sulphides in low temperature aqueous solutions is presented.

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Chemie der Kupfersulfidbildung bei niedrigen Temperaturen

Zusammenfassung Covellin, blaubleibender Covellin, Djurleit und Chalkosin wurden durch Reaktion zwischen Cu₂O und wäßrigen Na₂S-Lösungen bei niedrigen Temperaturen synthetisiert. Digenit entstand, wenn die getrockneten Produkte aus wäßrigen Lösungen 50 Tage bei 105°C getempert wurden, aber nicht direkt aus wäßriger Lösung. Anilit bildete sich aus Chalkosin bei Zimmertemperatur durch Oxidation an der Luft. Die pH- und Eh-Bedingungen für die Bildung dieser Phasen wurden untersucht und es wurde gezeigt, daß die Syntheseergebnisse im wesentlichen den theoretischen Stabilitätsfeldern dieser Verbindungen entsprechen, indem sich die stärker reduzierten Kupfersulfide unter höherem pH und kleinerem Eh bilden. Untersuchungen über die Änderung dieser Parameter im Verlauf der Experimente wurden zur Umreißung der Reaktionsmechanismen benützt. Es wurde gezeigt, daß die Art des Kupfersulfides, welches sich um neutrale pH-Werte bildet, fast nicht vom Oxidationszustand des reagierenden Kupfers, aber stark von der Anwesenheit und der Konzentration von elementarem Schwefel abhängt. Die Chemie der Bildung von Kupfersulfiden in wäßrigen Lösungen niedriger Temperatur wird ausführlich diskutiert.

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With 2 Figures     

Relationships between silicate melts and carbonate-precipitating melts in CaO-MgO-SiO2-CO2-H2O at 2 kbar

Summary Phase fields intersected by three joins in the System CaO-MgO-SiO₂-CO₂-H₂O at 2 kbar were investigated experimentally to determine the melting relationships and the sequences of crystallization of liquids co-precipitating silicate minerals and carbonates. These joins connect SiO₂ to three mixtures of CaCO₃-MgCO₃-Mg(OH)₂ with compositions on the primary îield for calcite, between the composition CaCO₃ and the low-temperature (650°C eutectic liquid co-precipitating calcite, dolomite and periclase. In the pseudo-quaternary tetrahedron calcite-magnesite-brucite-diopside, two of the significant reactions found are: (1) a eutectic at 650°C, calcite + dolomite + periclase + forsterite + vapor = liquid, and (2) a peritectic at 1038°Cwhich is either calcite + åkermanite + forsterite + vapor = monticellite + liquid calcite + monticellite + forsterite + vapor = åkermanite + liquid. The eutectic liquid has high MgO/CaO and CO₂/H₂O and only 2–3% SiO₂ (estimated 15–20% MgCO₃, 35–40% CaCO₃, 40–45% Mg(OH)₂, and 5–6% Mg₂SiO₄). The composition joins intersect a thermal maximum for åkermanite + forsterite + vapor = liquid, which separates high-temperature liquids precipitating silicates together with a little calcite, from low-temperature liquids precipitating carbonates with a few percent of forsterite; there is no direct path between the silicate and synthetic carbonatite liquids on these joins, but it is possible that fractionating liquid paths diverging from the joins may connect them. More complex relationships involving the pprecipitatioon off monticellite and åkermanite are also outlined. Magnetite-magnesioferrite may replace periclase in natural magmatic systems. The results indicate that the assemblage calcite-dolomite-magnetite-forsterite represents the closing stages of crystallization of carbonatites, whereas assemblages such as calcite-magnetite-forsterite and dolomite-magnetite-forsterite span the whole range of carbonatite evolution in terms of temperature and composition, and provide the link between liquids precipitating silicates and those precipitating carbonates.

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Die Beziehungen zwischen silikarischen Schmelzen und karbonatbildenden Schmelzen im System CaO-MgO-SiO₂-CO₂-H₂O bei 2 kbar

Zusammenfassung Phasenfelder, die durch den Schnitt von drei Verbindungslinien im System CaO-MgO-SiO₂-CO₂-H₂Odefiniert werden, wurden experimentell bei 2 kbar untersucht, um die Schmelzbeziehungen und die Kristallisationsfolge von Schmelzen, die gleichzeitig silikatische und karbonatische Minerale ausscheiden, zu bestimmen. Diese Linien verbinden SiO₂ mit drei Mischungen von CaCO₃-M9CO₃-Mg(OH)₂ mit Zusammensetzungen im primären Calcitfeld, zwischen der Zusammensetzung CaCO₃ und der tieftemperierten (650°C Calcit-, Dolomit- und Periklasbildenden eutektischen Schmelze. Zwei wichtige im ppseudo-quaternären Tetraeder Calcit-Magnetit-Brucit-Diopsid gefundene Reaktionen sind: (1) Ein Eutektikum bei 650°C Calcit + Dolomit + Periklas + Forsterit + Vapor = Liquid und (2) ein Peritektikum bei 1038°C mit entweder Calcit + Åkermanit + Forsterit + Vapor = Monticellit + Liquid oder Calcit + Monticellit + Forsterit + Vapo = Åkermanit + Liquid Die eutektische Schmelze zeigt hohe MgO/CaO und CCO₂H₂O Verhältnisse und nur 2–3% SiO₂(geschätzter Anteil an MgCO₃15–20%, CaCO₃ 35–40%, Mg(OH)₂ 40–50% und Mg₂SiO₄ 5–6%). Die Verbindungslinie schneidet ein thermisches Maximum von Åkermanit + Forsterit + Vapor = Liquid, das höher temperierte Schmelzen, die Silikate gemeinsam mit etwas Clacit ausscheiden, von tiefer temperierten Schmelzen trennt, aus denen sich Karbonate gemeinsam mit wenigen Prozenten Forsterit abscheiden. Es existiert keine direkte Verbindung zwischen silikatischen und synthetischen karbonatitischen Schmelzen entlang dieser Verbindungslinien, es wäre aber möglich, daß Fraktionierungspfade, die von diesen Verbindungslinien ausgehen, sie verbinden. Komplexere Beziehungen, die die Kristallisation von Monticellit und Åkermanit beinhalten, werden ebenfalls aufgezeigt. Magnetit-Magnesioferrit könntean die Stelle von Periklas in nnatürlichenmagmatischen Systemen treten. Die Ergebnisse weisen darauf bin, daß die Vergesellschaftung Calcit-Dolomit-Magnetit-Forsterit das Endstadium der Karbonatitkristallisation repräsentiert, während die Vergesellsschaftungen von Calcit-Magnetit-Forsterit bzw. Dolomit-Magnetit-Forsterit die gesamte Spannweite der Karbonatitevolution hinsichtlich Temperatur und Zusammensetzung umfassen und demnach ein Verbindungsglied zwischen silikat- und karbonatausscheidenden Schmelzen darstellen.

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With 8 Figures     

Synthesis of Pt- and Pd-sulphides in low temperature (85°C) solutions buffered by clay minerals and graphite: Preliminary results

Summary Some recent investigations of black shales reveal platinum-group element (PGE) concentrations in the ppm range. The low temperature nature of these mineralized sediments and their composition stimulated this first attempt to synthesize Pt- and Pd-phases in solutions at temperatures below 100°C under reducing conditions with H₂S flow through the solution. Experiments under controlled Eh-pH with montmorillonite presaturated in Pd and Pt in different chloride solutions resulted in the formation of Pt- and Pd-sulphides. PtS- and PdS-stability fields are very close to each other in Eh-pH values (400mV, 9). These data are in good agreement with those determined for some base metal sulphides synthesized at similar temperature by other researchers.The results may support the role of clay minerals as possible concentrators for PGE in the sedimentary environment.

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Synthese von Pt- und Pd-Sulfiden in gepufferten und mit Tonmineralen gesättigten Tieftemperaturlösungen (85°C)

Zusammenfassung Neuere Untersuchungen der Schwarzschiefer ergeben Konzentrationen an Platingruppenelementen (PGE) in ppm-Bereich. Niedrigtemperatur-Bedingungen und die Zusammensetzung der mineralisierten Sedimente gaben den Anlaß zur erstmaligen Synthese von Pt- und Pd-Phasen in H₂S-haltigen reduzierenden Lösungen bei Temperaturen unterhalb von 100°C. Bei Experimenten, die unter kontrollierten Eh-pH-Werten in unterschiedlichen Lösungen mit an Pd und Pt vorgesättigtem Montmorillonit durch-geführt wurden, konnte die Ausfällung von Pt- und Pd-Sulfiden nachgewiesen werden. Die Stabilitätsfelder der gebildeten PtS und PdS liegen nahe beieinander, bei Eh = 400 mV und pH = 9. Diese Bedingungen sind in Übereinstimmung mit den von anderen Autoren für einige Buntmetallsulfide bestimmten Daten unter ähnlichen Temperaturen.Die gewonnenen Ergebnisse bekräftigen die Rolle von Tonmineralen beim Absatz von PGE in sedimentärem Milieu.

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With 3 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 Cu-Se system

Phase-relations in the Cu-Se system were determined by evacuated silica-tube experiments. The phase diagram up to 1100° C was obtained from the results of differential thermal analyses of pure compounds and of their mixtures. The phases in the system are: Cu₂Se — undergoes a polymorphic transformation at 150° C. The symmetry of the low temperature form is not yet known. The high form is cubic with a fluorite-type structure. Cu_2–xSe — cubic, with x variable in a very narrow range, at room temperature. Cu₃Se₂ — tetragonal, breaks down to Cu_2–xSe and CuSe at 150° C. CuSe — hexagonal below 60° C and, presumably, orthorhombic at higher temperature, melts incongruently at 387° C to Cu_2–xSe and a Se-rich liquid. CuSe₂ — orthorhombic, melts incongruently at 347° C to CuSe and a Se-rich liquid. The presence of an eutectic at 523° C was inferred from differential thermal heating and cooling curves.

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Zusammenfassung Die Phasenbeziehungen im Cu-Se System wurden durch Versuche mit Hilfe evakuierter Quarzampullen bestimmt. Bis zu 1100° C wurden die Ergebnisse der Differential-Thermoanalyse verwendet. Die Phasen im System sind: Cu₂Se: wandelt sich bei 150° C polymorph um. Die Symmetrie der Tieftemperaturform ist noch nicht bekannt, während die Hochtemperaturform kubisch ist (Flusspatstruktur). Cu_2–xSe (kubisch) hat bei Raumtemperatur einen sehr kleinen x-Wert. Cu₃Se₂ (tetragonal) spaltet sich bei 150° C zu Cu_2–xSe und CuSe. CuSe (hexagonal) ist unterhalb 60° C vermutlich rhombisch und bei höherer Temperatur (387° C) zersetzt es sich inkongruent zu Cu_2–xSe und einer Se-reichen Schmelze. CuSe₂ (rhombisch) zersetzt sich bei 347° C inkongruent zu CuSe und einer Se-reichen Schmelze. Die Anwesenheit eines Eutektikum bei 523° C wird aufgrund von DTA-Analysen angenommen.

     

Gersdorffit (in zwei Strukturvarietäten) und Sb-hältiger Parkerit,Ni3 (Bi,Sb)2 S2, von der Zinkwand,Schladminger Tauern, Österreich

Zusammenfassung Erzpetrographische Untersuchungen von Ni-reichen Erzproben der Ni–Co–Bi–(Ag)-Lagerstätte Zinkwand (Schladminger Tauern, Steiermark) führten zum Nachweis einer Paragenese von Gersdorffit, Nickelin, Pararammelsbergit, ged. Wismut, Wismutglanz und Parkerit. Gersdorffit tritt in zwei deutlich voneinander verschiedenen (Reflexionsvermögen, Mikrohärte) Komponenten M und I auf. Mikrosondenanalysen zeigen einheitlichen Chemismus der Komponente M, hingegen unterschiedlichen der Komponente I, hervorgerufen durch starken Zonarbau. Gersdorffit I repräsentiert vermutlich Gersdorffit mit ungeordneter Struktur und RaumgruppePa3, Gersdorffit M hingegen vertritt Gersdorffit mit RaumgruppeP2₁3. Gersdorffit, Nickelin und Parkerit weisen Gehalte von±2Gew.% Sb auf. Antimon-hältiger Parkerit ist von den bis heute nachgewiesenen vier Fundpunkten des Minerals nicht bekannt. Vorsichtige Abschätzung der Bildungstemperatur ergibt für die Gersdorffit-Nickelin-Pararammelsbergit-Assoziation sicher <450°C, für jene von Parkerit-ged. Wismut-Wismutglanz<273°C.

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Gersdorffite (in two structure varieties) and antimonian-parkerite, Ni₃ (Bi, Sb)₂S₂ of the Zinkwand, Cchladminger Tauern, Austria

Summary Ore petrologic investigations of a Ni-rich assemblage from the Ni–Co–Bi–(Ag)-deposit Zinkwand (Schladminger Tauern, Styria, Austria) resulted in the identification of gersdorffite, nickeline, pararammelsbergite, native bismuth, bismuthinite and the rate ore mineral parkerite, so far not recorded from that locality. Gersdorffite occurs as two distinctly different varieties M and I (reflectance, microhardness). Microprobe analyses show uniform composition of phase M, but compositional variations of phase I caused by strong zonal texture. Gersdorffite I probably represents gersdorffite with disordered structure with space groupPa3; gersdorffite M corresponds to the gersdorffite with space groupP2₁3. Gersdorffite, nickeline and parkerite contain about 2 wt.% Sb. Sb-containing parkerite has not been reported from the four known occurrences of that mineral. Temperature of formation for the Ni-minerals has been estimated to be (considerably?) below 450°C, for the Bi-bearing minerals below 273°C.

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Mit 3 Abbildungen

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Herrn Univ. Prof. Dr.H. Meixner zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Geochemische Bedeutung des Sr und Ba beim Studium tertiärer Kalksteine

Zusammenfassung Die Untersuchung einiger eozäner und tortoner Kalksteine aus dem Siebenbürgischen Becken ergibt, daß sich Sr und Ba in den Kalksteinbänken derselben Fundstelle in der vertikalen Richtung nach gewissen Regelmäßigkeiten verteilen. Auf Grund einer Regelmäßigkeit der Verteilung von Sr und Ba in der Vertikalen können Kalksteine, welche sich unter ähnlichen oder gleichen Bedingungen gebildet haben, identifiziert werden. Ebenfalls mit Hilfe des Studiums der Kalksteinbänke in der Vertikalen kann man Angaben über die Migration des Sr im sedimentären Zyklus erhalten.

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The importance of the geochemistry of Sr and Ba in studies of tertiary limestones

Summary Investigation on Eocenian and Tortonian limestones from the Transsylvanian Basin showed in limestone-banks of the same occurence regularities in the vertical distribution of Sr and Ba. These regularities may be used for the identification of limestones formed under similar or identical conditions. The vertical study of limestone-banks also provides data concerning the migrations of Sr in the sedimentary cycle.

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Mit 3 Abbildungen     

The effects of temperature,pressure, and oxygen on copper and iron sulphides synthesised in aqueous solution

Experiments with both iron sulphide and copper sulphide precipitates in aqueous solution show that oxygen is significant in determining the mineral phases resulting after heating up to 180 °C. Tetragonal FeS converts to FeS₂ and Fe₃O₄ in the presence of oxygen, while in the absence of oxygen under the same conditions it converts to hexagonal FeS. Suspensions of covellite and of chalcocite under the same conditions convert to digenite in the presence of oxygen, but remain unchanged when oxygen is absent. Experimental evidence is advanced to support structure determinations that CuS contains disulphide ions.

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Zusammenfassung Experimente mit in wässrigen Lösungen ausgefällten Eisen- und Kupfersulfiden dokumentieren die außerordentliche Bedeutung des Sauerstoffes auf die Bildungs- und Verhaltensweise von Mineralphasen, beobachtet nach dem Aufheizen auf 180 °C. So bildet sich aus ursprünglich tetragonalem FeS letzten Endes Pyrit und Magnetit, wenn Sauerstoff zugegen war, während bei dessen Abwesenheit, aber sonst gleichen Versuchsbedingungen, die Umwandlung in hexagonales FeS erfolgte. Suspensionen von Covellin und Chalkosin wurden, unter analogen Versuchsbedingungen und in Gegenwart von Sauerstoff, in Digenit überführt, während sonst, wenn keine Sauerstoffeinwirkung stattfand, die Mineralphasen keinerlei Veränderungen erkennen ließen. Mittels solcher experimenteller Methoden lassen sich bei der Strukturbestimmung des CuS offenbar Merkmale des Vorhandenseins von Disulfidionen erkennen.

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Published by permission of the Director, Bureau of Mineral Resources, Canberra A. C. T., Australia.

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Temporary Address: Mineralog.-Petrograph. Inst. Univ. Heidelberg, Berliner Str. 19, 69 Heidelberg, Germany     

The liquidus surface of the system forsterite - kalsilite - quartz at 28 kb under dry conditions,in presence of H2O,and of CO2

Summary The system forsterite-kalsilite-quartz (Fo-Ks-Qz) has been studied at 28 kb and variable temperatures in the presence of CO₂ or H₂O and in the absence of volatiles to clarify the role of potassium in mantle phase equilibria. Under dry conditions, the forsterite--enstatite (En)-sanidine (San) peritectic (En + liquid Fo + San) occurs at 1460°C ± 20 °C at Fo₅Ks₆₂Qz₃₃ and the Fo-San-Ks eutectic at 1440 ± 10 °C at (Fo ₆Ks ₆₉Qz ₂₅). Dry melting of forsterite-enstatite-sanidine produces liquids at 1460°C which lie well to the Ks side of the Fo-San join. Under water-saturated-conditions, there is a large liquidus of phlogopite (Ph). The extrapolation of the Fo Ph join to intersect the Fo-Ph reaction boundary defines a thermal divide for liquids trending either towards the Ks-San-Ph or Qz-San-Ph eutectics. Under CO₂-saturated conditions, the olivine-enstatite cotectic moves to much lower SiO₂ compositions, such that the Fo-En-San eutectic occurs < 1260 ± 20 °C at compositions well within Fo--San-Ks field. The experimental study of the system establishes mechanisms through variation of CO₂ H₂O (C-H-0) by which a simplified phlogopite-bearing harzburgite may yield potassic liquids ranging from hypersthenenormative (and fractionating on a path to SiO₂ oversaturation) to strongly leucite (or kalsilite)-normative. The fractionation of hydrous silica-undersaturated liquids may trend either towards SO₂-oversaturated minimum or towards SiO₂-undersaturated minimum depending upon the role of phlogopite.

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Die Liquidusfläche des Systems forsterit-kalsilite-quarz bei 28 kbar unter trockenen bedingungen, sowie bei anwesenheit von H₂O und CO₂

Zusammenfassung Das System Forsterit-Kalsilit-Quarz (Fo-Ks-Qz) wurde bei 28 kbar und variablen Temperaturen in Anwesenheit von CO₂ and H₂O sowie bei Abwesenheit von Volatilen untersucht, um die Rolle des Kaliums in den Phasengleichgewichten des Erdmantels aufzuklären. Unter trockenen Bedingungen liegt das Forsterit-Enstatit(En)-Sani din(San)-Peritektikum (En + liquid -> Fo + San) bei 1460±:E 20°C undFo ₅Ks ₆₂Qz ₃₃ und das Fo-San-Ks Eutektikum bei 1440± 10 °C und Fo₆Ks ₆₉Qz ₂₅. Trockenes Schmelzen von Forsterit-Enstatit-Sanidin erzeugt Schmelzen bei 1460°C, die deutlich auf der Ks-Seite der Linie Fo-San liegen. Unter wassergesättigten Bedingungen besteht ein großer Liquidus für Phlogopit (Ph). Die Extrapolation der Fo-Ph-Linie bis zum Schnitt mit der Grenze der Fo-Ph-Reaktion definiert eine thermische Scheidelinie für Schmelzen, gegen die Eutektika von Ks-San-Ph oderQz-San-Ph zu tendieren. Unter CO₂-Sättigung verschiebt sich das Olivin-Enstatit-Kotektikum zu viel niedrigeren SiO₂-Gehalten, so daß das Fo-En--San-Eutektikum bei 1260°C und Zusammensetzungen klar innerhalb des Fo-San-Ks-Feldes auftritt. Das experimentelle Studium des Systems setzt die Mechanismen durch Variation von CO₂-H₂O (C-H-O) fest, durch welche ein vereinfachter Phlogopit-führender Harzburgit kalibetonte Schmelzen liefern kann, die von Hypersthen-normativ (und auf einem Fraktionierungsweg zu SiO₂-Übersättigung führend) bis zu stark Leuzit-(oder Kalsilit-)normativ variieren. Die Fraktionierung von wäßrigen SiO₂-untersättigten Schmelzen kann je nach der Rolle des Phlogopits entweder gegen ein SiO₂-übersättigtes Minimum oder gegen ein SiO₂-untersättigtes Minimum tendieren.

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With 2 Figures     

Metastability of an osumilite end member in the system K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O and its possible bearing on the rarity of natural osumilites

A synthetic end member of the osumilite group with a composition KMg₂Al₃[Si₁₀Al₂-O₃₀]·xH₂O was obtained as a single phase through short-time hydrothermal treatment of a glass of the appropriate composition at 1 kb and 650–700° C. Its optical and x-ray properties are close to those of natural osumilites. At temperatures outside the range 650 to 700°C, and at higher pressures osumilite could not be synthesized as a single phase, even in short runs. With experiment durations of 3 months and more the synthesized osumilite breaks down under the PT conditions of its formation, indicating that it is metastable under these conditions. The stable breakdown products, in the order of increasing temperatures, are: muscovite+amesitic chlorite+quartz; eastonitic phlogopite+cordierite+muscovite+quartz; and cordierite+K-feldspar+quartz. Natural osumilite of Sakkabira, Japan, treated under similar conditions also broke down. These results suggest that the rare mineral osumilite may represent a metastable phase due to rapid and non-equilibrium crystallization common in sanidinite-facies environments. Natural myrmekite-like intergrowths of cordierite with quartz and K-feldspar occurring in metamorphic rocks may be the result of the breakdown of pre-existing osumilite phases in these rocks.

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Zusammenfassung Ein synthetisches Endglied der Osumilitgruppe mit der Formel KMg₂Al₃[Si₁₀Al₂-O₃₀]·xH₂O wurde durch kurzzeitige Hydrothermalversuche bei 650–700° C, 1 kb aus einem Glas der entsprechenden Zusammensetzung mit voller Ausbeute dargestellt. Seine optischen und röntgenographischen Eigenschaften sind denen natürlicher Osumilite nahe verwandt. Bei niedrigeren und höheren Temperaturen und Wasserdrucken entstanden zusätzlich noch andere Phasen, und zwar um so mehr, je länger die Versuchszeiten gewählt wurden. In sehr langen Versuchen von 3 Monaten und darüber wird der synthetische Osumilit wieder abgebaut, selbst unter den PT-Bedingungen seiner Bildung. Dies bedeutet, daß die Phase unter solchen Bedingungen ein metastabiles Kristallisationsprodukt ist. Die stabilen Abbauprodukte sind, in der Reihenfolge zunehmender Temperatur: Muscovit+amesitischer Chlorit+Quarz; eastonitischer Phlogopit+Cordierit+ Muscovit+ Quarz und Cordierit+Kalifeldspat+Quarz. Ein natürlicher Osumilit von Sakkabira, Japan, wurde unter ähnlichen Bedingungen ebenfalls abgebaut. Diese Versuchsergebnisse sprechen dafür, daß das seltene Mineral Osumilit vielleicht eine metastabile Phase ist, die sich bevorzugt in Bereichen der Sanidinitfacies bildet wegen der dort im allgemeinen raschen, nicht zum Gleichgewicht führenden Kristallisation. Natürliche, myrmekitartige Verwachsungen von Cordierit, Kalifeldspat und Quarz aus metamorphen Gesteinen können möglicherweise durch den Abbau von früher in diesen Gesteinen vorhandenen Osumilitphasen gedeutet werden.

     

Experimentelle Magnesitbildung aus Dolomit+MgCl2

Zusammenfassung Es wurde die Arbeitshypothese entwickelt, daß die Mg-Metasomatose, die zur Bildung von Spatmagnesitlagerstätten führte, in chloridischer Lösung erfolgte. Deshalb wurde die Reaktion CaMg(CO₃)₂ (Dolomit)+MgCl₂ (gelöst) MgCO₃ (Magnesit)+CaCl₂ (gelöst) experimentell untersucht. Dieses Reaktionsgleichgewicht ist trivariant; die Gleichgewichtstemperatur wird bestimmt durch den Druck der fluiden Phase, durch die Gesamtkonzentration an gelöstem Salz und durch das Ca-Mg-Verhältnis der Lösung.Die Versuche haben ergeben, daß (im untersuchten Temperaturbereich von 200–400° C, P _f=2000 Bar) bei einem bestimmten Angebot an MgCl₂ bei höheren Temperaturen mehr Magnesit aus Dolomit gebildet wird als bei niedrigen. Um z.B. bei 200° C aus einer vorgegebenen Dolomitmenge quantitativ Magnesit zu bilden, wird das 2 1/2fache der Menge an MgCl₂ benötigt, die bei 400° C für quantitative Magnesitbildung erforderlich ist. Hohe Temperaturen begünstigen also die Magnesitbildung. — Die durchgeführten Experimente vermögen nicht nur die Magnesitbildung aus Dolomit, sondern auch die Redolomitisierung von Magnesit gut zu erklären.

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A working hypothesis, that MgCl₂ solution brings about the magnesium metasomatism giving rise to the coarse grained magnesite deposits (Spatmagnesitlagerstätten), was set up. The reaction CaMg(CO₃)₂ (Dolomite)+MgCl₂ (dissolved) MgCO₃ (Magnesite)+CaCl₂ (dissolved), bearing on this process, was experimentally investigated. This reaction represents a case of trivariant equilibrium; the equilibrium temperature being determined by the following parameters: the fluid pressure, the total concentration of the dissolved salts and the Ca Mg ratio in the solution.It was found that within the limits of the experimental conditions (P _f=2000 bars, Temp.: 200–400° C), more magnesite is formed out of dolomite at higher temperature if the amount of MgCl₂ is kept constant. For instance, for a total transformation of dolomite to magnesite at 200° C 2 1/2 times the amount of MgC1₂ is required as compared to the amount needed for the same reaction at 400° C. In other words, higher temperatures favour the formation of magnesite. The investigations carried out do not only explain the origin of magnesite from dolomite but also the reversed process of redolomitisation of magnesite.

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler danke ich herzlich für sein Interesse an dieser Arbeit und für wertvolle Kritik. Die benutzten Apparaturen wurden Herrn Prof. Winkler von der Deutsehen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Für die Arbeitsmöglichkeit an diesen Apparaturen sei ebenfalls gedankt.