The use of plagioclase composition as an indicator of magmatic processes in the Upper Zone of the Bushveld Complex

Summary Analytical data on the composition of plagioclase from the lower part of the Upper Zone in the eastern Bushveld Complex is presented. Detailed electron microprobe investigations failed to establish any cyclic variation through that sequence but revealed similar variations in An content, potassium and iron concentrations below and above magnetite layers. These findings can be attributed to the heterogeneous nature of the plagioclase both within individual grains and within a given sample, which would mask any possible trends of cryptic variation. The Sr concentration and Sr/Al₂O₃ ratio of plagioclase, determined by XRF on plagioclase separates, however change slightly at the level of the Main Magnetite Layer, which can possibly be related to the breakdown of density stratified liquid layers within the resident magma. Analyses of plagioclase separates are thus considered to be more suitable to indicate magmatic processes than plagioclase compositions determined by electron microprobe.

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Plagioklaszusammensetzung als Indikator für magmatische Prozesse in der Upper Zone des Bushveld Komplexes

Zusammenfassung Analytische Daten von Plagioklasen aus dem unteren Teil der Upper Zone im östlichen Bushveld Komplex werden präsentiert. Detaillierte Untersuchungen mittels Elektronen-strahl-Mikrosonde ergaben keine Hinweise auf eine zyklische Variation in dieser Abfolge, zeigten aber eine dänliche Variation des An-Gehaltes, Bowie der Kalium- und Eisengehalte im Liegenden und Hangenden von Magnetitlagen. Dies läßt sich mit der heterogenen Natur der Plagioklase, sowohl in Einzelkörnern, als auch innerhalb einer Probe erklären, die jeden möglichen verborgenen Variationstrend verdecken würden. Der mittels XRF Analytik an separierten Plagioklasen bestimmte Gehalt an Sr und das Sr/Al₂O₃ Verhältnis dndern sich allerdings geringfügig im Bereich des Main Magnetite Layer. Dies wird möglicherweise mit derv Zusammenbruch von dichtegeschichteten Schmelzlagen im Magma in Beziehung gebracht. Die Analyse von Plagioklaskonzentraten scheint daher geeigneter zu sein magmatische Prozesse anzuzeigen als Mikrosondenuntersuchungen.

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With 6 Figures     

Nature and origin of nodular textures in anorthositic cumulates from the East Bull Lake Intrusion,Ontario, Canada

Summary Nodular anorthosite, containing rounded aggregates (nodules) of plagioclase set in a gabbroic to pyroxenitic matrix, is developed in constrictions (< 500 m wide) within the central and eastern parts of the Early Proterozoic East Bull Lake Intrusion, central Ontario, Canada. The nodules typically occur as spherical to ovoidal aggregates ranging from 1 cm to 14 cm in diameter. Larger nodules are physical agglomerations of smaller nodules that formed in isolation. Plagioclase core compositions for the nodules display little variation in anorthite content (An_68–75), indicating a homogeneous and nonfractionating parent magma during the initial stages of nodule development.The restricted occurrence of the nodular anorthosite is consistent with a model in which the nodules formed in response to elevated degrees of undercooling within dike-like constrictions in the proto-chamber. Undercooling resulted in the rapid nucleation and growth of plagioclase upon pre-existing plagioclase phenocrysts (disequilibrium crystallization). The resultant primary nodules then aggregated together forming secondary nodules, possibly through an agglomeration process involving a Mg-Fe-rich residual liquid. Migration of some of this relatively dense liquid out of the nodular anorthosite unit during the final stages of consolidation resulted in compaction and promoted the formation of large tertiary nodules.

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Zusammensetzung und Entstehung nodularer Texturen in anorthositischen Kumulaten von der East Bull Lake Intrusion, Ontario, Canada

Zusammenfassung Nodulare Anorthosite, die gerundete Aggregate (nodules) von Plagioklas in einer gabbroischen pyroxenitischen Matrix enthalten, kommen in beschränkten Bereichen (weniger als 500 m breit) in zentralen und östlichen Teilen der frühproterozoischen East Bull Lake Intrusion im zentralen Ontario, Canada, vor. Die Nodules liegen vorwiegend als kugelförmige bis ovoidale Aggregate vor, deren Durchmesser von 1 bis 14 cm schwankt. Größere Nodules sind aus Gruppen von aneinander gelagerten kleineren Nodules entstanden. Die Zusammensetzung von Plagioklaskernen in den Nodules zeigen geringe Variationen im Anorthit-Gehalt (An_68–78), und dies weist auf ein homogenes und nicht fraktioniertes Ursprungsmagma während der ersten Stadien der Nodule-Entwicklung hin.Das beschränkte Vorkommen des nodularen Anorthosits läßt sich durch ein Modell erklären, in dem die Nodules als Reaktion auf Unterkühlung innerhalb gangartiger Bereiche in der Proto-Magmenkammer entstehen. Unterkühlung resultierte in rascher Nukleation und im Wachstum von Plagioklas auf präexistierenden Plagioklaskristallen (Ungleichgewichts-Kristallisation). Die resultierenden primären Nodules verbinden sich dann und bilden sekundäre Nodules, möglicherweise durch einen Prozeß, der eine Mg-Fe-reiche Restschmelze involviert. Migration von einem Teil dieser relativ dichten Schmelze aus der nodularen Anorthosit-Einheit während der Endstadien der Verfestigung führte zur Kompaktion und erleichterte die Bildung von großen tertiären Nodules.

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With 4 Figures     

Effect of mineralogy and texture in the TiO2 pigment production process of the Tellnes ilmenite concentrate

Summary The mineralogy and textural relationships of the Tellnes ilmenite concentrate were determined to evaluate the effect of mineralogical characteristics of the raw material on sulphate-route TiO₂ pigment production. It was found that the presence of hematite exsolutions and their grain size, twinning, the amount of ferric iron in the ilmenite, and the grain size distribution of the feed material affected the solubility of the ilmenite concentrate. Structural discontinuities, such as twinning, favoured the leaching of ilmenite grains. Depending on the size and distribution of exsolved hematite, there is a good correlation between the degree of dissolution of ilmenite and the amount of exsolved hematite from ilmenite. On the other hand, the coarser the ilmenite grain in the digestion step is the lesser the solubility. The quantity of trace elements, such as Cr and V, and their provenances in the mineral lattices normally affect the quality of the pigment. Their concentrations in the Tellnes ilmenite, however, are associated with the exsolved hematite which does not go into solution. Mg affects the precipitation process, and the MgO content of the concentrate is 4% which is mainly bound in ilmenite lattices. In contrast, MgO rises to 10% in unreacted solids due to the accumulation of insoluble Mg-bearing silicates.

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Der Effekt von Mineralogie und Textur auf den Produktionsprozeß von TiO₂ Pigmenten aus Ilmenit-Konzentraten von Tellnes

Zusammenfassung Die Mineralogie und die texturellen Beziehungen der Ilmenit-Konzentrate von Tellnes wurden untersucht, um den Effekt der mineralogischen Charakteristika des Rohmaterials auf die sulfatische TiO₂ Pigmetproduktion zu evaluieren. Es wurde herausgefunden, dass die Anwesenheit von Hämatit-Entmischungen und deren Korngröße, Verzwilligung, der Anteil an dreiwertigem Eisen im Ilmenit und die Korngrößenverteilung des aufgegeben Rohmaterials die Löslichkeit des Ilmenit-Konzentrates beeinflussen. Strukturelle Diskontinuitäten, wie etwa Zwillinge, begünstigen das Auslaugen der Ilmenitkörner. In Abhängigkeit von der Größe und Verteilung des entmischten Hämatits, gibt es eine gute Korrelation zwischen dem Grad der Auflösung von Ilmenit und der Menge an entmischtem Hämatit im Ilmenit. Andererseits sinkt die Löslichkeit von Ilmenit mit Zunahme der Korngröße. Die Gehalte an Spurenelementen, wie etwa Cr und V und ihre Provenienz in den Kristallgittern beeinflussen normalerweise die Qualität des Pigments. Im Tellnes Ilmenit sind sie allerdings an den entmischten Hämatit gebunden, der nicht in Lösung geht. Magnesium beeinträchtigt den Ausfällungsvorgang. Der MgO-Gehalt des Konzentrats ist 4% und ist überwiegend an das Ilmenitgitter geknüpft. Im Gegensatz dazu steigt, infolge der Akkumulation der unlöslichen Mg-führenden Silikate, der MgO-Gehalt auf 10% in den nicht reagierenden Festphasen au.

     

Vertical migration of residual magma in the upper zone of the Bushveld Complex

Summary Migration of residual liquid can potentially affect the textures and mineral compositions in layered intrusions, but is difficult to conclusively demonstrate. In the Upper Zone of the Bushveld Complex a metabasaltic xenolith forms a locally impermeable horizon, which acted as a barrier to vertically migrating residua. Increased Ab content in plagioclase, and K₂O and Zr in whole-rock analyses in the anorthosite directly below the xenolith, compared to the same horizon along strike of the xenolith, demonstrate trapping of residual liquid and/or fluid beneath the xenolith.Comparison of Cu/Ni and Cu/S ratios of the mineralised anorthosite in the normal sequence and below the xenolith suggests that these are primary magmatic sulphides which crystallised within the anorthosite and are not derived by sinking of dense interstitial sulphide liquid originally associated with the overlying magnetite layer or introduced hydrothermally.

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Vertikale Migration von Restmagma in der Upper Zone des Bushveld-Komplexes

Zusammenfassung Die Migration von Restschmelzen kann Texturen und Mineralzusammensetzungen in geschichteten Intrusionen beeinflussen, jedoch ist es schwierig, dies eindeutig nachzuweisen. In der Upper Zone des Bushveld-Komplexes bildet ein metabasaltischer Xenolith einen lokal undurchlässigen Horizont, der für vertikal migrierte Residuen als Barriere fungierte. Erhöhte Ab-Gehalte in Plagioklas, sowie erhöhte K₂O und Zr-Werte in Gesamtgesteins-Analysen in Anorthosit direkt unterhalb des Xenolithen-verglichen mit der Zusammensetzung des gleichen Horizontes in Streichen des Xenolithen-weisen auf Konzentration von Restschmelzen und/oder Fluiden im Liegenden des Xenolithen hin. Der Vergleich von Cu/Ni und Cu/S Verhältnissen der mineralisierten Anorthosite in der normalen Abfolge mit denen unterhalb des Xenolithen zeigt, daß es sich hier um primäre magmatische Sulfide handelt, die innerhalb des Anorthosits kristallisierten. Diese Sulfide lassen sich nicht auf das Absinken von dichter Sulfidschmelze, die ursprünglich mit den überlagernden Magnetit-Bändern in Zusammenhang standen, und auch nicht auf hydrothermale Zufuhr zurückführen.

     

Untersuchungen zur Diagenese an Kalkkonkretionen und umgebenden Tonschiefern

Zusammenfassung Mit Hilfe der verschiedenen Untersuchungsmethoden. wurde versucht aus einem Vergleich von Kalkknollen und den sie umgebenden Tonschiefern Rückschlüsse auf die diagenetischen Vorgänge zu ziehen.Der qualitative Mineralbestand ist in den Geoden und in den Schieferproben der gleiche: Neben dem Carbonat treten hauptsächlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskovit und Chlorit auf. Quarz und Plagioklas zeigen in Knolle und Schiefer neben Hinweisen auf Neubildung stark gezackte Ränder, die auf Anlösung deuten.Im quantitativen Gehalt treten Unterschiede zwischen Knolle und Schiefer auf: Abgesehen vom wesentlich höheren Calcitgehalt enthalten die Geoden mehr Quarz und Plagioklas als die Tonschiefer. Für die Schiefer wurde ein, größerer Tonmineralgehalt festgestellt. Aus der chemischen Analyse ergibt sich, daß die Schiefer mehr Titan enthalten als die Knollen.Es lassen sich folgende diagenetische Vorgänge erkennen: Quarz und Plagioklas wurden im Schiefer stärker angelöst als in der Knolle. Dieses wird bestätigt durch das unterschiedliche Maximum der Korngrößenverteilung dieser Minerale in den Geoden- und Tonschieferproben und durch die relative Anreicherung von Titan im Schiefer. Weiterhin wird Chloritneubildung am Knollenrand und im Schiefer beobachtet. Dieser besitzt eine höhere Lichtbrechung und größeren Fe-Gehalt und ist thermisch instabiler als der detritische Chlorit. Für Muskovit-Illit wird die Zunahme des Kaliumgehaltes in den Schiefern während der Diagenese festgestellt. In den Kalkknollen enthält er etwa 8% K₂O, in den Schiefern aber etwa 10%. Alle diese Veränderungen gehen in den Knollenmitten am langsamsten vor sich.

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Calcareous nodules and the surrounding shales were examined by different methods. The comparison of the results was used to draw conclusions about the diagenetic processes.The mineral components of the nodules and of the surrounding shales are qualitatively the same: besides carbonates mainly quartz, plagioclase, potassium-feldspar, muscovite and chlorite. As well in the nodules as in the shales, quartz and plagioclase show new formations together with signs of partial solution (indented grain boundaries).Differences are found in the quantitative composition of the nodules and of the corresponding shales: besides a much higher amount of calcite, the nodules contain more quartz and plagioclase than the shales. The shales contain more clay minerals. The chemical analysis shows that the shales contain more titanium than the insoluble residue of the nodules.The following diagenetic processes are observed: the partial solution of quartz and plagioclase is more pronounced in the shales than in the nodules. This observation is confirmed by the difference between the maxima of the grain size distribution curve of these minerals in the nodules and in the shales. It is, furthermore, confirmed by the relative enrichment of titanium in the shales. Besides, new formations of chlorite are found in the outer zones of the nodules and in the shales. These formations have a higher index of refraction and a higher Fe-content than the detrital chlorite. Their thermic stability is, however, lower. An increase of potassium in muscovite-illite in the course of the diagenesis is observed (in the nodules, muscovite-illite contains about 8% K₂O, in the shales about 10% K₂O). All these transformations occur more slowly in the middle of the nodules than near their surface.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C.W. Correns danke ich herzlich für die Förderung in meinem Studium, für die Stellung des Themas und für allen Rat, den er mit bei der Ausführung dieser Arbeit zuteil werden ließ.Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und Frau Dr. P. Schneiderhöhn danke ich für sehr anregende Diskussionen.Ferner sei allen Angehörigen des Geologischen Instituts der Universität Göttingen gedankt, die mir bei der Probenbeschaffung behilflich waren.Ebenso danke ich allen Angehörigen des Mineralogischen. Instituts, die zum Gelingen der Arbeit beitrugen.     

Primary distribution of silver and copper in native gold from six deposits in the Western United States

Electron-microprobe analyses and mineragraphic studies of native gold demonstrate considerable variations in the primary intergrain and intragrain distribution of silver. The gold grains have from 1–55 weight percent silver; copper is present in grains from only one locality and ranges from 0.1–0.6 weight percent. Some gold grains have strong zoning of silver whereas others have no detectable zoning. Gold grains from some deposits show remarkable intergrain homogeneity of silver and/or copper content, but others exhibit extreme heterogeneity. We believe that the inhomogeneities and variations in silver content recognized and emphasized here are features of primary deposition. We also recognize low-silver rims with sharp boundaries bordering many of the grains examined but believe these are developed in a relatively oxidizing, low-temperature environment and are not primary lode features. Opaque mineral inclusions of primary origin in gold grains are common in some deposits, scarce in many, and virtually absent from others. These inclusions may be of value in characterizing some gold deposits. For the majority of gold crystals from Copper Basin, Arizona, the lowest silver content observed was in the central portion of each grain and the highest silver content was in the rim. This is believed to be due an increase in the proportion of silver to gold in solution during growth of the crystals. Analysis of sized fractions of 331 gold grains from Pennsylvania Mountain, Colorado, shows no systematic correlation of grain size with silver content. Electron microprobe step-scanning of gold from Alder Gulch, Montana, suggests more than one mineralization event took place. Pyrite and acanthite inclusions less than 0.05 mm in the largest dimension, are present in some grains from this deposit. Inclusions of pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, and an isotropic Co-As-S mineral are present in the low-silver, copper-bearing gold from Ninemile Creek, Montana. The presence of copper and the low silver content in this gold is not typical of the gold-quartz-pyrite association which is common in the Western United States.

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Zusammenfassung Untersuchungen von Zusammensetzungen von Einzelkörnern und benachbarten Körnern mit der Mikrosonde und durch erzmikroskopische Studien an gediegenem Gold weisen beträchtliche Variationen in der primären Verteilung von Silber auf. Die Goldkörner enthalten von 1–55 Gewichtsprozent Silber; Kupfer ist gegenwärtig in Körnern von nur einer Gegend zwar in Mengen von 0,1–0,6 Gewichtsprozent. Manche Goldkörner sind stark zonar mit Silber während andere keine bemerkbaren Zonen aufweisen. Goldkörner aus einigen Ablagerungen zeigen eine bemerkenswerte Homogenität von Silberund/oder Kupfergehalt, andere aber sind durch extreme Inhomogenität gakennzeichnet. Wir glauben, daß die festgestellten Inhomogenitäten und Variationen des Silbergehaltes Merkmale von primären Ablagerungen sind. Zusätzlich wurden an vielen von den von uns untersuchten Körnern scharfbegrenzte Randzonen mit niedrigem Silbergehalt beobachtet. Wir glauben, daß sich die Randzonen in einer verhältnismäßig oxidierenden Umgebung von niedriger Temperatur entwickelten und daß sie nicht Merkmale primärer Erzadern sind. Opake Mineraleinschlüsse von primärem Ursprung in Goldkörnern kommen in manchen Ablagerungen vor, selten in vielen und sind virtuell abwesend in anderen. Für einige Goldablagerungen können diese Einschlüsse als charakteristische Kennzeichen von Wert sein. Der niedrigste Silbergehalt für die meisten Goldkristalle, aus dem Copper Basin, Arizona, war in der Mitte der Körner und der höchste Silbergehalt war in den Randzonen der Körner gegenwärtig. Es wird angenommen daß dieses auf eine Zunahme in den Proportionen von Silber zu Gold in der Lösung während des Wachstums der Kristalle zurückzuführen ist. Analysen von Größensortierungen von 331 Goldkörnern aus den Pennsylvania Mountain, Colorado, zeigen keine systematische Korrelation der Korngrößen mit den Silbergehalten. Mikrosonde — Scanninganalysen an Gold aus dem Alder Gulch, Montana, weisen auf mehr als einen Mineralisationsvorgang hin. Pyrit- und Akanthiteinschlüsse von weniger als 0,05 mm in den größten Dimensionen sind in einigen Körnern dieser Ablagerung enthalten. Einschlüsse von Pyrit, Pyrrhotin, Chalcopyrit und von einem isotropen Co-As-S-mineral finden sich in dem silberarmen, kupferhaltigen Gold von Ninemile Creek, Montana. Der Kupfergehalt und der niedrige Silbergehalt in diesem Gold sind nicht typisch für die in dem westlichen Teil der USA übliche Gold-Quarz-Pyrit Assoziation.

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Publication authorized by the Director, U. S. Geological Survey.     

Textures in a poikilitic olivine gabbro cumulate: Evidence for supercooling

Summary Supercooling of repeated influxes of high-MgO ( 13.5 wt% MgO) tholeiitic magma emplaced along the floor of the Kap Edvard Holm magma chamber led to the formation of fine grained, intraplutonic quench zones that define the bases of 12 macrorhythmic units. The quench zones grade upwards into poikilitic cumulates containing olivine dendrites, suggesting supercooling by 40°C. Supercooling led to early, precumulus crystallization of metastable, non-equilibrium plagioclase, followed by co-precipitation of cumulus plagioclase and olivine. Later nucleation of clinopyroxene followed by rapid growth led to crystallization of zoned oikocrysts during the cumulus stage, followed by postcumulus overgrowth and crystallization of discrete intercumulus grains. At least four generations of plagioclase crystals appear to be preserved.

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Gefüge in einem poikilitischen Olivingabbro-Kumulat: Hinweis auf Unterkühlung

Zusammenfassung Unterkühlung von mehrmals nachströmendem MgO-reichen (ca. 13,5 Gew.% MgO), tholeiitischen Magma, das sich am Boden der Magmenkammer vom Kap Edvard Holm sammelte, führte zur Bildung von feinkbrnigen Zonen mit Abschreckungsgefüge, die jeweils die Basis von 12 makrorhythmischen Einheiten bilden. Diese Zonen gehen im Hangenden in poikilitische Kumulate über, die Olivin-Dendriten enthalten, was auf eine Unterkühlung um ca. 40°C hindeutet. Die Unterkühlung führte zu einer frühen präkumulativen Kristallisation von metastabilem, nicht im Gleichgewicht befindlichem Plagioklas, gefolgt von gleichzeitiger Präzipitation von Kumulus-Plagioklas und -Olivin. Eine spätere Keimbildung von Klinopyroxen, die von raschem Wachstum abgelöst wurde, führte während der Akkumulation zur Kristallisation von zonierten Oikokrysten. Danach folgte eine postkumulative Überwachsung und die Kristallisation von Einzelkörnern in den Zwischenräumen. Zumindest vier Generationen von Plagioklaskristallen scheinen erhalten zu sein.

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With 5 Figures     

Polymetamorphic normal-, reverse-zoned,and unzoned garnets from the Darakht-Bid aureole,Mashhad, Iran

Summary Thermal metamorphism and later retrogression of low metamorphic grade garnet-bearing pelites has produced diverse patterns of garnet zoning. In the narrow thermal aureole, fibrolite, staurolite and biotite are present and commonly are retrogressed to assemblages containing sericite, chlorite and chloritoid. In the thermal aureole, garnet contains inclusions of quartz, biotite, fibrolite, ilmenite, chlorite and muscovite and underwent relatively rapid growth from pre-existing low to medium grade regionally metamorphosed rocks. Garnet was armoured from breakdown reactions by fibrolite which nucleated on garnet. The grain size of poikiloblastic garnet, the volume of zones of inclusions in the garnet and the size of the inclusions all decrease with increasing distance from the contact. In the thermal aureole, normal compositional zoning is common and rare reversezoned garnets probably result from the partitioning of Mn from ilmenite during thermal metamorphism. Garnet grains in the thermal aureole have a peripheral enrichment in Mn in the outermost 200 m as a result of diffusion of Fe from garnet into the matrix during incipient retrogression. Coarse retrograde garnet in schists is unzoned and richer in Fe than the normal- and reverse-zoned prograde garnet in hornfelses suggesting that relatively large scale local diffusion in retrograde schists was operative during retrogression but not effective enough to completely remove the relic prograde zoned garnets in the hornfelses.

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Polymetamorphe normal-, invers- und nicht-zonierte Granate aus dem Kontakthof von Darakhd-Bid, Mashhad, Iran

Zusammenfassung Thermometamorphose und spätere retrograde Metamorphose bei niederen P/T-Bedingungen hat eine Vielfalt von Zonar-Texturen in Granaten pelitischer Gesteine erzeugt. In dem schmalen Kontakthof kommen Fibrolit, Staurolit und Biotit vor, die häufig retrograd zu Paragenesen mit Serizit, Chlorit, und Chloritoid umgewandelt wurden. Granate in der Aureole enthalten Einschlüsse von Quarz, Biotit, Fibrolit, Ilmenit, Chlorit und Muskovit; sie sind durch relativ rasches Wachstum in präexistierenden niedrig- bis mittelgradigen Metamorphiten charakterisiert. Fibrolit-Ränder schützten den Granat vor Zerfallsreaktionen. Die Korngröße poikiloblastischer Granate, das Volumen einschlußreicher Zonen im Granat und die Größe der Einschlüsse nehmen mit zunehmender Entfernung vom Kontakt ab. Im Bereich des Kontakthofes ist normaler Zonenbau in Granaten verbreitet; seltene invers-zonierte Granate gehen wahrscheinlich auf das Freiwerden von Mn aus Ilmenit während der Metamorphose zurück. Granatkörner im Kontakthof zeigen randliche Mangananreicherungen in den äußeren 200 m als Resultat der Diffusion von Fe aus Granat in die Matrix während beginnender retrograder Metamorphose. Grobkörniger retrograder Granat in den Schiefern ist nicht zoniert und enthält höhere Eisengehalte als die normalen und invers-zonierten prograden Granate in Hornfelsen. Dies weist darauf hin, daß in den retrograder Metamorphose ausgesetzten Schiefern Diffusion in relativ großem Ausmaße stattgefunden hat; diese war jedoch nicht ausreichend, um sämtliche prograden zonierten Relikt-Granate in den Hornfelsen zu entfernen.

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With 9 Figures

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Text of paper presented at the 26th International Geological Congress, Paris, July 1980.     

Cummingtonite in the amphibolites of the South-Alpine basement complex (upper Lake Como region,Italy): Its relationships with hornblende

Summary Cummingtonite and hornblende occur together in metamorphosed basic rocks interlayered with lower-amphibolite facies sillimanite-muscovite-bearing schists and gneisses in the upper Lake Como region, South-Alpine basement complex of the Alps. Textural, chemical and spectroscopic studies indicate that they do not represent equilibrium pairs, but that hornblende was overgrown by cummingtonite during a late stage of either temperature increase or, more likely, of isothermal pressure release, by a continuous reaction which also produced the reverse zoning of plagioclase.

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Cummingtonit in den Amphiboliten des südalpinen Grundgebirges (oberes Comosee-Gebiet, Italien): seine Beziehungen mit Hornblende

Zusammenfassung Im Gebiet des oberen Como-Sees, im südalpinen Basement-Komplex, kommen Cummingtonit und Hornblende zusammen in metamorphen, basischen Gesteinen mit Zwischenlagen von Sillimanit-Muskovit-führenden Schiefern und Gneisen der unteren Amphibolit-Fazies vor. Untersuchung der Texturen, der chemischen Zusammensetzung und Infrarot-Spektroskopie zeigen, daß diese nicht Gleichgewichts-Paare darstellen, sondern daß Hornblende während eines späten Stadiums, entweder bei zunehmender Temperatur, oder eher während isothermalen Druck-Nachlasses durch eine kontinuierliche Reaktion von Cummingtonit überwachsen wurde, die auch für die reverse Zonierung der Plagioklase verantwortlich ist.

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With 5 Figures     

Zur Frage der Entstehung der Kieselgallenschiefer

Zusammenfassung Aus zwei Aufschlüssen wurden Proben von Galle und Schiefer hauptsächlich röntgenographisch, mikroskopisch und chemisch untersucht. Es zeigte sich, daß in Galle und Schiefer die gleichen Minerale vorkommen, nämlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskowit, Chlorit, Kaolinit und Goethit. Nur in einigen Gallen tritt auch Pyrit auf. Die Unterschiede zwischen Galle und Schiefer liegen hauptsächlich im höheren Kieselsäuregehalt der Gallen und in ihrem höheren P- und Fe- Gehalt. Diese Befunde sowie schlechte Ausbildungsformen und ein schlechter Kristallisationsgrad der Quarze machen es sehr wahrscheinlich, daß die Gallen mit einem gehäuften Auftreten von Kieselfossilien, wie etwa Schwämmen, zu erklären sind. Im Verlauf der Diagenese hat eine zusätzliche Konkretionsbildung eingesetzt. Im Schiefer wird Neubildung von Muskowit und Kaolinit auf Kosten von Plagioklas beobachtet. Außerdem wird im Schiefer eine stärkere Zunahme des K-Gehaltes von Muskowit als in der Galle festgestellt.

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The question of the origin of the siliceous nodules in shales

The pyrite content and a high P-content of the siliceous nodules in comparison to those of the shale point to an organic origin of the former. On the basis of the anhedral habit and a low grade of crystallisation of the quartz crystals, the occurence of siliceous nodules can probably be explained as an accumulation of siliceous fossils such as the sponges. It is likely that there was an additional formation of concretions during the diagenesis. Muscovite and kaolinite in the shale have been formed in situ on the cost of plagioclase. Besides, the K-content of the muscovite/illite in the shale shows a considerable increase in comparison to that of the nodules.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. C. W. Correns, danke ich für die Überlassung des Themas und für zahlreiche, sehr fördernde Diskussionen. Herrn Dr. W. Flehmig danke ich für seine Hilfe bei den infrarotspektroskopischen Aufnahmen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für finanzielle Unterstützung sehr zu Dank verpflichtet.     

Evidence for constitutional supercooling from orthopyroxene - pigeonite - plagioclase relations in the Borgmassivet suite of western Dronning Maud Land,Antarctica

Summary The Kullen-type sills of western Dronning Maud land are up to 400 m thick and form part of the Meso- to Neoproterozoic Borgmassivet suite. They consist of a Basal, Cumulate, Central and Upper zone. The petrography of the Cumulate zone, with special emphasis on the occurrences at Hammer Heads in the Annandagstoppane area, is described. Microstructures, such as delicate chains of orthopyroxene primocrysts and an increase in grain size of plagioclase chadacrysts from the cores to the margins of postcumulus clinopyroxene oikocrysts, indicatein situ crystallization. Composite grains with orthopyroxene at the core, which is mantled, in turn, by inverted pigeonite, a second generation orthopyroxene and, on the outer margin, clinopyroxene in a reaction relation with the orthopyroxene, are sporadically developed.The relation between the composite structures and plagioclase nucleation and growth is investigated by the study of plagioclase grain size distributions, nucleation density and An compositions of plagioclase cores, which indicate that two periods of plagioclase nucleation occurred. The first period of nucleation, represented by plagioclase chadacrysts enclosed in primocrysts of orthopyroxene, occurred during supercooling following intrusion. Release of latent heat of crystallization resulted in an increase in magma temperature and a normal sequence of fractional crystallization in which orthopyroxene crystallization was succeeded by pigeonite. The second period of plagioclase nucleation depleted the interface liquid in the zone of crystallization of calcium. The composition of the interface liquid was thus changed from the compositional field from which pigeonite crystallized to that from which orthopyroxene crystallized (cf the liquidus boundaries in the system CaMgSi₂O₆-Mg₂SiO₄SiO₂ ofKushiro, 1972). This constitutional supercooling (Chalmers, 1964;Tiller, 1991) resulted in crystallization of orthopyroxene and the reverse crystallization sequence En-rich orthopyroxene -pigeonite - En-rich orthopyroxene, prior to reaction of the last-formed orthopyroxene with the liquid to form clinopyroxene and subsequent inversion of pigeonite. A possible crystallization sequence is discussed by making use of thespeculative Fo-Di-An-SiO₂ (forsterite-diopside-anorthite-silica) system ofMorse (1980).

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Orthopyroxen-Pigeonit-Plagioklas-Beziehungen in der Borgmassivet Suite des westlichen Dronning Maud Landes, Antarktis: Hinweise auf konstitutionelles Supercooling

Zusammenfassung Lagergänge des Kullen-Types im westlichen Dronning Maud Land sind bis zu 400m mächtig und sind Teil der meso- bis neoproterozoischen Borgmassivet-Abfolge. Sie bestehen aus einer basalen, einer Cumulat, einer zentralen und einer oberen Zone. Die Petrographie der Cumulat-Zone wird mit besonderer Betonung der Vorkommen von Hammer Heads im Annandagstoppane-Gebiet beschrieben. Mikrostrukturen, wie z.B. feinkörnige Ketten von Orthopyroxen-Primokristen und eine Zunahme in der Korngröße von Plagioklas-Chadakristen von den Kernen zu den Rändern in postcumulus Klinopyroxen-Oikokristen, weisen aufin situ Kristallisation hin. Zusammengesetzte Körner mit Orthopyroxen im Kern, der von invertiertem Pigeonit umgeben ist, einer zweiten Generation Orthopyroxen, und, am äußeren Rand, Klinopyroxen in Reaktionsbeziehung mit Orthopyroxen, kommen sporadisch vor.Die Beziehung zwischen diesen zusammengesetzten Strukturen und der Nukleation, sowie dem Wachstum von Plagioklas wurde durch das Studium der Plagioklaskorngrößen, der Nukleationsdichte und der An-Zusammensetzung von Plagioklas-Kernen untersucht. Diese weisen darauf hin, daß zwei Perioden von Plagioklas-Nukleation vorgekommen sind. Die erste Nukleationsperiode wird durch Plagioklas-Chadakristen, die in Primokristen von Orthopyroxen eingeschlossen sind repräsentiert, und fand während einer Phase von Supercooling im Anschluß an die Intrusion statt. Das Freiwerden latenter Kristallisationswärme führte zu einer Zunahme der Magmentemperatur und zu einer normalen Abfolge fraktionierter Kristallisation, in der auf die Orthopyroxen-Kristallisation Pigeonit folgte. Die zweite Phase der Plagioklasnukleation führte zu einer Verarmung der Schmelze an Kalzium in der Kristallisationszone. Die Zusammensetzung der Schmelze bewegte sich so aus dem Pigeonitfeld, in das, aus dem Orthopyroxen kristallisierte (siehe die Liquidus Grenzen im System CaMgSi2O₆-Mg₂SiO₄-SO₂ von Kushiro, 1972). Dieses konstitutionelle Supercooling (Chalmers, 1964;Tiller, 1991) führte zur Kristallisation von Orthopyroxen, und der reversen Kristallisationsabfolge En-reicher Orthopyroxen-Pigeonit-En-reicher Orthopyroxen, noch vor der Reaktion des zuletzt gebildeten Orthopyroxenes mit der Schmelze, das zur Entstehung von Klinopyroxen und zur anschließenden Inversion von Pigeonit führte. Eine mögliche Kristallisationsabfolge wird auf der Basis desspekulativen Fo-Di-An-SiO₂ (Forsterit-Diopsid-Anorthit-Quartz) Systems von Morse (1980) diskutiert.

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With 12 Figures     

Sedimentologische Untersuchungen an Grimmelfinger Graupensanden

Zusammenfassung Die Untersuchung von Korngrößenverteilung und Rundungsgrad der Grimmelfinger Graupensande an zwei durch 150 km Transportweg unterschiedenen Aufschlüssen gibt Hinweise auf die Einwirkungen auf das verfrachtete Sedimentmaterial unter gleichförmigen, fluviatilen Bedingungen.Am Anfang des untersuchten Rinnenabschnittes besteht das Sediment überwiegend aus je einer Modalfraktion im Mittelsandbereich, Grobsandbereich und Feinkiesbereich¹.Auf dem Transport wird die Mittelsandfraktion — vermutlich infolge der Schlagwirkung des Feinkieses — aufgerieben und fortgeführt. In den beiden gröberen Fraktionen wird am Ende des untersuchten Abschnittes keine Korngrößenabnahme und damit verbunden auch keine Rundungsgraderhöhung beobachtet. Dieses Ergebnis wird verglichen mit den in der Literatur mitgeteilten Untersuchungen in Abriebmühlen und Feldbeobachtungen. Danach dürfte der Rundungsgrad in der Feinkiesfraktion seinem unter den gegebenen Umständen erreichbaren Grenzwert sehr nahe sein und sich auch bei weiter fortgesetztem Transport kaum noch ändern. In der Grobsandfraktion wird der Anteil, dessen Rundung verbessert wird, infolge der damit verbundenen höheren Kugeligkeit bevorzugt fortgeführt.Die Untersuchungen bestätigen, daß die Abrundungseffekte an Sedimentmaterial in strömendem Wasser in Abhängigkeit von der Korngröße betrachtet werden müssen.

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The mechanical effects of fluvial transport over a distance of 150 km were studied by means of size frequency distributions and analysis of roundness in a Tertiary flow channel in Southern Germany filled by sand mixed with fine gravel.When entering the-channel the deposited material shows characteristic trimodal size frequency distributions. During transport the finer modal fraction (0.2...0.63 mm) is destroyed — probably through breakage by the gravel — and removed, while the sizes of the two coarser fractions remain unaffected. The roundness of the coarser fractions also remains unchanged by transport. This suggests that the roundness of the gravel material has approached its limiting roundness which is the optimum that can be achieved under the prevailing conditions. That part of the coarse sand fraction which becomes better rounded by transport may be removed preferably, because the grains getting higher sphericity by being rounded are transported more easily.Grain sizes have to be considered when abrasion effects are studied.

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Herrn Professor Dr. H. Aldinger danke ich für die Möglichkeit, die vorliegende Arbeit im Geologisch-Paläontologischen Institut der Technischen Hochschule Stuttgart anzufertigen, Herrn Dr. D. Elwert, Kiel, für die Überlassung von Probenmaterial.     

Die rezenten Sedimente im Golf von Neapel 1. Die sedimente des Golfes von Pozzuoli

Zusammenfassung Im Golf von Pozzuoli wurden 30 Sedimentproben entnommen und mechanisch, chemisch und mineralogisch untersucht.Die Sedimentation zeigt eine regelmäßige Abfolge: Am Strand werden grobkörnige, relativ gut sortierte Sedimente abgelagert, nach der größeren Wassertiefe hin wird die Korngröße stetig kleiner, der Sortierungsgrad schlechter. Die Zerlegung in verschiedene Korngrößen bedingt gleichzeitig eine Differenzierung in mineralogischer Hinsicht. Über 90% des Sedimentmaterials entstammt den einsprenglingsreichen Tuffen der den Golf von Pozzuoli umrandenden Phlegräischen Felder, daneben ist die leuzittephritische Vulkanprovinz des Vesuvs besonders in den feinkörnigen Sedimenten deutlich vertreten.     

Der Gabbro von Elsenreith im niederösterreichischen Waldviertel

Zusammenfassung Der linsenförmige Gabbrokörper besteht aus Plagioklas (Kern 75%, Hülle 54% An), in Uralitisierung begriffene Diallage und rhombische Pyroxene, Amphibol-Anthophyllitpseudomorphosen nach Olivin, Titaneisen usw. Auf Grund seiner chemischen und im großen und ganzen auch mineralogischen Identität mit dem Gabbro von Nonndorf wird ein gemeinsames Stammagma der Gabbros wahrscheinlich gemacht. Der Übergang vom Gabbro in den Amphibolit kann über einige Zwischenstufen schön verfolgt werden. Die Plagioklase, im Gabbro Labradore bis Bytownnite, sind im Amphibolit Andesine. Es findet auch eine vollkommene Umkristallisation des gabbroiden Mineralbestandes statt.Mit 1 Textabbildung.     

Ein Beitrag zum Problem der Tiefseesande im westlichen Teil des äquatorialen Atlantiks

Zusammenfassung Es wurden in vorliegender Arbeit die Ergebnisse der sedimentpetrographischen Untersuchung von 5 Albatross -Lotkernen dargestellt, die aus dem westlichen äquatorialen Atlantik stammen und in denen zahlreiche Sandschichten auftreten. Die mineralogische Zusammensetzung des Sedimentmaterials ist allein von seiner kornmäßigen Zusammensetzung abhängig. Gleiche Korngrößenfraktionen sind gleich zusammengesetzt. Der Schwermineralgehalt der untersuchten Proben war ebenfalls qualitativ und quantitativ derselbe. Die Proben aus der Amazonasmündung enthielten eine andere Schwermineralverteilung.In den drei am meisten südöstlich gelegenen Lotkernen tritt je eine Schicht auf, die aus sehr gleichförmigem roten Ton-Blauschlick besteht, der von einer foraminiferenreichen Sandschicht unterlagert wird. In dieser Sandschicht wiesPhleger benthonische Flachwasserforaminiferen nach. Es wird angenommen, daß es sich in allen drei Lotkernen um dieselbe Schicht handelt. Aus der Mächhtigkeitsänderung der Tonschicht und der Änderung der Korngröße des darunterlagernden Sandes wird geschlossen, daß Sand und Ton durch Suspensionsströme transportiert wurden. Als Herkunftsgebiet des Sandmaterials wird der südamerikanische Kontinent angenommen.Herrn Professor Dr.Carl W. Correns zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Eine einfache Methode zur Unterscheidung feldspatreicher Sedimente durch statistische Erfassung des Plagioklasbestandes

Zusammenfassung Zur Charakterisierung und Unterscheidung vulkanischer Aschen und Tuffe der mittelamerikanischen Republik El Salvador konnte der unterschiedliche Anorthitgehalt der Plagioklase mit Erfolg herangezogen werden. Jede Probe wurde in eine Folge von Einbettungsflüssigkeiten mit Brechungsindizes von n=1,53 bis n=1,58 eingebettet und jeweils ausgezählt, ob der Brechungsindex na' der Plagioklase größer, kleiner oder gleich dem Brechungsindex der Einbettungsflüssigkeit war. Im Rahmen der hier erforderlichen Genauigkeit konnte auf diese Weise der prozentuale Anteil der Plagioklase mit unterschiedlichem Anorthitgehalt ermittelt werden. Die hieraus gewonnenen Verteilungsdiagramme erwiesen sich als charakteristisch für die verschiedenen Fördergebiete und Förderperioden der Vulkane.Eine eingehendere Darstellung dieser Methode erscheint demnächst im Neuen Jahrbuch Geol. Paläontol. unter dem Titel Beiträge zur Geologie El Salvadors — VII. Stoffbestand und regionale Verteilung vulkanogener Sedimente.     

Über die mineralischen,nichtkarbonatischen Bestandteile des Cenoman und Turon der mitteldeutschen Kreidemulden und ihre Verteilung

Zusammenfassung Die nichtkarbonatischen Bestandteile von 26 Kalkproben aus dem Cenoman und Turon der westfälischen und niedersächsischen Oberkreideablagerungen wurden qualitativ wie auch quantitativ auf ihre mineralische Zusammensetzung hin untersucht.Hierzu wurde der karbonatische Anteil in verdünnter Salzsäure gelöst und der unlösliche Rückstand mit Sieb, Atterberg-Zylinder und zum Teil auch mit der Zentrifuge in mindestens 6 Korngrößenklassen zerlegt. Diese wurden nun einzeln mit optischen, röntgenographischen und chemischen Verfahren untersucht; zur Erhärtung der Ergebnisse ist auch die Differentialthermoanalyse hinzugezogen worden. Weiterhin wurde diskutiert, ob sich der ursprüngliche Mineralbestand eventuell durch die Säurevorbehandlung verändert haben könnte und diesbezügliche Versuche ausgeführt.Die optischen Untersuchungen an den gröberen Fraktionen ergaben, daß diese verhältnismäßig eintönig aus - Quarz, Muskovit, Organismenresten und daneben zurücktretend aus Feldspat, Glaukonit und Limonit zusammengesetzt sind. Bei den röntgenographischen Untersuchungen der feinen Tonfraktionen wurde in allen Proben neben Quarz und Glimmer noch Montmorillonit oder Kaolinit gefunden, häufig auch beide Tonminerale zusammen. Allgemein jedoch ist der Montmorillonit weitaus reichlicher vertreten, die montmorillonitreichste Probe enthält 34% vom Kalkrückstand, während der Kaolinit im höchsten Falle etwa 6% erreicht. Einige Proben vom westlichen Eggegebirgsrand enthielten Wechsellagerungsstrukturen zwischen Illit und Montmorillonit.Eine qualitative Untersuchung von 2 Mergeln aus, dem Emscher und dem Mukronatensenon ergab als wesentlichen Anteil der feinsten Korngrößen ebenfalls Montmorillonit. In einem Grünsandstein der küstennahen Turonfazies am Haarstrang in Westfalen wurde dagegen; als Hauptkomponente der feinsten Fraktionen und als färbender Bestandteil ein eisenreicher Chlorit gefunden.Eine vergleichende Untersuchung der verschiedenen Proben ergab, daß für den genauer untersuchten Bereich Altenbeken-Neuenbeken-Lichtenau am Eggegebirgsrand zwar das Auftreten einer bestimmten Tonmineralfazies charakteristisch für einen stratigraphischen Horizont sein kann, in einem größeren Raum aber jede stratigraphische Beständigkeit der Tonmineralanteile aufhört. Nach rein mineralogischen Merkmalen lassen sich dagegen die hier untersuchten Sedimentationsräume des Cenoman und Turon unterscheiden. So zeichnen sich die Ablagerungen am Eggegebirge durch das fast völlige Fehlen von Feldspat, Biotit und Montmorillonit aus, weiterhin durch den relativ hohen Kaolinitgehalt und die niedrige Lichtbrechung ihrer Muskovite. Alle Proben aus den niedersächsischen Kreidemulden dagegen zeigen hohe Montmorillonit- und (mit einer Ausnahnie) sehr niedrige Kaolinitanteile; die Feldspäte sind hier ebenso wie die an sich in der oberen Kreide nur sehr seltenen Biotite am häufigsten und am besten erhalten. Die Proben aus der Umgebung von Lengerich am Nordostrand des Westfälischen Beckens weisen in vieler Hinsicht die Eigenschaften beider Ausbildungen auf. So kommt hier stets Kaolinit neben Montmorillonit vor, doch beide in relativ geringen Mengen. Der Feldspat ist in diesen Proben zwar nicht annähernd so selten wie in denen vom Eggegebirge, erreicht jedoch im allgemeinen auch nicht die Häufigkeit der Feldspäte in den niedersächsischen Kreidemulden.     

Petrology of clinopyroxenite ejecta from Somma-Vesuvius and their genetic implications

Summary A suite of clinopyroxenite nodules, megacrysis and associated lavas from Somma-Vesuvius, Italy, has been investigated to establish its possible genetic relationships with the leucitebearing lavas of the Roman Region. The clinopyroxenites are essentially composed of clinopyroxene + mica and subordinate olivine, plagioclase, spinels, apatite and glass. The megacrysts are clinopyroxene fragments. The associated lavas are leucite-tephrites and a tephritic leucitite.The mineralogy of the clinopyroxenites is distinctive but gradational to that of the Somma-Vesuvius lavas and reflects subvolcanic crystallization of a silica-undersaturated, mafic magma. The megacrystic clinopyroxene is probably related to the clinopyroxenites.The chemical composition of the clinopyroxenites shows strong affinites to that of the Somma-Vesuvius lavas and corresponds to leucite basanite compositions. Interstitial glass in the clinopyroxenites represents a residual liquid from clinopyroxenite crystallization. This glass approaches the chemical composition of the Somma tephrites.The experimental melting of two clinopyroxenites at 1 atm demonstrates that the essential assemblage of the Somma-Vesuvius lava, leucite + clinopyroxene, may develop from basanite compositions where olivine disappears by reaction with the liquid to form clinopyroxene. It is concluded that the clinopyroxenites represent basanitic magma crystallized at depth and that the Somma-Vesuvius leucite-bearing lavas are potential derivatives of this magma.

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Petrologie von Klinopyroxenit-Auswürflingen von Somma-Vesuv und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Leucit-Tephrite und tephritische Leucitite der Romana enthalten Klinopyroxenit-Einschlüsse sowie Kristalle von Klinopyroxen, Glimmer, und untergeordnet Olivin, Plagioklas, Spinell, Apatit und Glas. Die genetischen Beziehungen zwischen Laven und Einschlüssen wurden an Hand der Ergebnisse petrologischer und geochemischer Untersuchungen überprüft.Die Mineralogie der Klinopyroxenite kann mit der der Somma-Vesuv-Laven korreliert werden und weist auf subvulkanische Kristallisation eines Si-untersättigten, mafischen Magmas hin.Die chemische Zusammensetzung der Klinopyroxenite zeigt deutliche Beziehungen zu den Laven von Somma-Vesuv und entspricht einem leucit-basanitischen Typ. Restschmelze der Klinopyroxenit-Kristallisation ist als Glas auf der Intergranulare erhalten. Die Zusammensetzung dieser Gläser ähnelt der von Somma-Tephriten.Schmelzversuche an zwei Klinopyroxeniten bei 1 atm zeigen, daß die wichtigste Mineralassoziation der Somma-Vesuv-Laven, Leucit und Klinopyroxen, aus einer basanitischen Zusammensetzung abzuleiten sind. Olivin verschwindet dabei durch Reaktion mit der Schmelze und Klinopyroxen wird gebildet. Die Untersuchungen lassen erkennen, daß die Klinopyroxenite Kristallisationsprodukte in der Tiefe erstarrter basanitischer Magmen sind, und daß die leucitführenden Magmen von Somma-Vesuv als mögliche Abkömmlinge dieser Magmen zu sehen sind.

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With 3 Figures     

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

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

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

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

     

Some characters of the bedded chromite deposits of Kalrangi,Cuttack district,Orissa, India

Mineralogy, size distribution of grains, and variation in chemical composition of chromitite occurring in four successive layers in serpentinite, near Kalrangi (85°45 E:21°0 N), Cuttack district, Orissa, have been studied to decipher the mode of formation of the ore bodies. The parent rocks are dunite-peridotite with olivine, olivine-enstatite and minor chromite, the minerals being completely altered to serpentine or talc-serpentine near the surface. The ore bodies are of bedded nature, composed entirely of chromite, and are confined to the top of the dunite-peridotite sheet. Grain-size variation of chromite in different layers in the vertical section shows straight line character which suggests accumulation of chromite grains by the process of magmatic sedimentation. The normal distribution of size variation of the chromite grains probably means that they are the products of a single magmatic cycle. Cr₂O₃ and MgO in chromitite decrease and FeO and Al₂O₃ increase in the vertical direction, which is expected when chromite crystallize from an ultrabasic magma in an undisturbed condition. Ideas of repeated injection and convection currents are negated by the absence of rhythmic layering and cyclic repetition of ultrabasics and chromite.

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Zusammenfassung Die Mineralogie, die Korngrößenverteilung und die Variation der chemischen Zusammensetzung der Chromititvorkommen in vier übereinanderliegenden Lagen im Serpentinit bei Kalrangi (85°45 E:21°0 N), Cuttack District, Orissa, wurden untersucht, um die Bildung der Erze zu verstehen. Die Muttergesteine sind Dunit-Peridotit mit Olivin, Olivin-Enstatit und wenig Chromit, wobei die Mineralien an der Oberfläche vollständig zu Serpentin oder Talk-Serpentinit verändert sind. Die Erzkörper sind geschichtet, bestehen fast völlig aus Chromit und sind auf den obersten Teil der Dunit-Peridotit-Platte beschränkt, die im Hangenden von präkambrischen Mahagiri-Quarziten einer itabiritischen Serie intrudiert ist. Die Korngrößenverteilung im Chromit in den verschiedenen Lagern des Profils zeigt geradlinigen Charakter, was auf die Anlagerung der Chromitkörner durch magmatische Sedimentation hinweist. Die lognormale Korngrößen-Häufigkeits-Verteilung der Chromitkörner spricht für einen einmaligen magmatischen Zyklus. Während Cr₂O₃ und MgO in den Chromititen systematisch nach oben abnehmen, nehmen FeO und Al₂O₃ zu, was zu erwarten ist, wenn die Chromitausscheidung in ungestörtem, ultramafischem Magma vor sich geht. Vorstellungen von wiederholten Injektionen und Konvektionsströmen sind zu widerlegen durch das Fehlen von rhythmischen Schichten und von zyklischen Wiederholungen der ultramafischen Gesteine und des Chromits.