Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

Summary Shiribeshi Seamount is located to the east of the Okushiri Ridge, in the northeast Japan Sea. Whole rock K-Ar age of olivine-augite andesite dredged from the Seamount was determined to be 0.9 ± 0.2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), indicating that Shiribeshi Seamount is a Quaternary volcano in the back-arc region off the junction of the Northeast Japan and Kurile arcs. Shiribeshi volcano is composed of basalt to rhyolite, which show a typical island arc calc-alkaline nature on the basis of petrographical characteristics of 95 samples dredged from four sites. Abundances of incompatible elements including K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y and Zr in 16 representative rocks are discussed, together with those in the Quaternary volcanic rocks from the NE Japan and Kurile arcs in terms of compositional variation across the arcs. The estimated composition of the primary magma of Shiribeshi volcano is characterized by higher incompatible element contents and a higher Zr/Y ratio than primary magmas in the volcanic front side. Based on HFS element concentrations the degree of partial melting for three primary magmas of Oshima-Oshima, Shiribeshi and Rishiri volcanoes in the northeast Japan Sea may decrease gradually with increasing distance from the volcanic front. However, LIL element contents, especially K and Rb are lower in the primary magma of Rishiri volcano located far from the volcanic front than in the remaining two primary magmas, which would imply that LIL/HFS ratios (or degree of contribution of LIL elements originating from the subducted oceanic crust) become minimal at Rishiri volcano. One basalt and three andesites from Shiribeshi volcano have the restricted range of low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.70297–0.70300, which indicates that the magma source for Shiribeshi volcano may be slightly more enriched in Sr isotopic compositions than theN-type MORB source.

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

Zusammenfassung Der Shiribeshi Seamount liegt östlich des Okushiri Rückens im nordöstlichen Japanischen Meer. Gesamtgesteins K-Ar Alter von Olivin-Augit-Andesiten von diesem Seamount ergeben Werte von 0,9 ± 0,2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), und weisen darauf hin, daß Shiribeshi ein quartärer Vulkan im back-arc Bereich nahe dem Kreuzungspunkt des nordostjapanischen und des Kurilen-Inselbogens ist. Er besteht aus Gesteinen, deren Zusammensetzung von Basalt bis Rhyolit reicht. Petrographische Daten von 25 Proben, die von vier submarinen Lokationen durch Dredging aufgesammelt wurden, weisen auf eine typische kalk-alkalische Inselbogenzusammensetzung hin. Die Verbreitung von inkompatiblen Elementen, die unter anderem K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y und Zr umfassen, in 16 representativen Proben wird zusammen mit denen von quartären vulkanischen Gesteinen aus dem nordöstlichen Japanischen und den Kurilen-Inselbogen diskutiert; dabei wird Variationen der Zusammensetzung über die Bögen hinweg besondere Beachtung geschenkt. Die so ermittelte Zusammensetzung des primären Magmas des Shiribeshi Vulkans wird durch höhere inkompatible Elementgehalte und höhere Zr/Y Verhältnisse charakterisiert, wenn man sie mit primären Magmen an der vulkanischen Stirn des Inselbogens vergleicht. HFS Element-Konzentrationen lassen erkennen, daß der Grad teilweiser Aufschmelzung für drei primäre Magmen von Oshima-Oshima, Shiribeshi und Rishiri im nordöstlichen Japanischen Meer graduell mit zunehmender Entfernung von der vulkanischen Stirm abnimmt. Die Gehalte an LIL Elementen und besonders an K und Rb sind in dem primären Magma des Rishiri Vulkans, der weit von der vulkanischen Front entfernt liegt, höher als in den zwei anderen primären Magmen. Dies weist darauf hin, daß LIL/HFS Verhältnisse (oder der Beitrag von LIL Elementen, die aus subduzierter ozeanischer Kruste stammen) am Rishiri Vulkan ein Minimum erreichen. Ein Basalt und drei Andesite von Shiribeshi zeigen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse von 0,70297 bis 0,70300; dies läßt erkennen, daß die Quelle des Magmas für Shiribeshi etwas mehr an⁸⁷Sr angereichert war, als dieN-Typ Quelle.

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With 7 Figures     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures     

High-field-strength elements in Javanese arc basalts and chemical layering in the mantle wedge

Summary Quaternary basalts from the Java-Bali sector of the Sunda arc show the following characteristics: As the vertical distance increases between the seismic Benioff zone and the respective eruptive centre, high-field-strength elements (HFSE's) increase in abundance and Zr/Nb and Hf/Nb decrease in value. If subduction processes do not affect the abundance and ratios of HFSE's, both of these trends are consistent with a progressively enriched mantle wedge with depth, independent of any metasomatism by the northward subducting Indian Ocean plate. Furthermore, the volcanic rocks display negative trends between Nb/U-Zr/Nb, Nb/U-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and K/Nb-K and positive ones between Zr/Nb-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and Ce/Pb-Nb/U. Also, Nb-depletion (Nb/Nb*), as measured on mantle normalized incompatible-trace-element diagrams, decreases in size with increasing distance to the Benioff zone. These trends are in accord with a model in which the slab-derived metasomatic component-which is low in HFSE abundance-makes a greater chemical imprint on shallower, depleted mantle than on deeper, enrichedmantle. The nature of the chemical layering within the mantle magma source beneath Java implies that this source may be part of the lithospheric mantle.

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HFSE-Elemente in Basalten des Java-Bogens und chemischer Lagenbau im Mantelkeil

Zusammenfassung Quartäre Basalte des Java-Bali Sektors des Sunda-Bogens zeigen die folgenden Charakteristika: Mit zunehmender Vertikaldistanz zwischen der seismischen Benioff Zone und den betreffenden Eruptivzentren nehmen die Elemente hoher Feldstärke (HFSE's) zu, während die Zr/Nb und Hf/Nb Verhältnisse abnehmen. Sofern Subduktionsprozesse die Häufigkeit und die Verhältnisse der HFSE's nicht beeinflussen, sind beide Trends in Übereinstimmung mit einem mit der Tiefe zunehmend angereicherten Mantelkeil, unabhängig von Metasomatose durch die nach Norden abtauchende indische Ozeanplatte. Darüber hinaus zeigen die vulkanischen Gesteine negative Trends zwischen Nb/U-Zr/Nb, Nb/U-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and K/Nb-K, sowie positive Trends zwischen Zr/Nb-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und Ce/Pb-Nb/U. Auch die Nb-Verarmung (Nb/Nb*) wie she auf Mantelnormalisierten Diagrammen der inkompatiblen Spurenelemente dargestellt wird, nimmt mit zunehmender Distanz von der Benioff-Zone zu. Diese Trends sind in Übereinstim-mung mit einem Modell, in deco die auf die abtauchende kruste zurückzuführende metasomatische Komponente - mit niedrigen HFSE Gehalten — einen größeren chemischen Einfluß auf den seichten, verarmten Mantel als auf den tiefen, angereicherten Mantel ausübt. Die Art des chemischen Lagenbaus in der Mantel-Magmaquelle unterhalb Java weist darauf hin, daß these Quelle Teil des lithosphdrischen Mantels sein kann.

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With 9 Figures     

Geochemistry of blackwall sequences in the Habachtal emerald deposit,Hohe Tauern,Austria Part 1: Presentation of geochemical data

Summary The Habachtal emerald deposit, Hohe Tauern, is composed of blackwall sequences of the type: serpentinite — talc schist — ±chlorite schist or actinolite schist — biotite schist —albite gneiss and/or micaschist. 2 serpentinites, 33 blackwall rocks, 9 micaschists, 10 albite gneisses, and 5 aplitic gneisses were analyzed for major elements, and for Li, Be, Cr, Ni, Zn, Zr, Sn, in 36 samples also for Sc, Cu, Rb, Sr, Cs, Ba, W. The blackwall formation is due to a metasomatic exchange involving a transfer of Mg from the serpentinite to the silicic country rock, and of Si, Ca, K, and Al from the country rock to the serpentinite. Some of the trace elements were also mobile: Compared to serpentinite, Li and Be were enriched in all the blackwall rocks, and Sn and Cs in the actinolite, chlorite, and biotite schists; Sr was concentrated in the dolomite-bearing talc schists, and Zn, Rb, and Ba predominantly in the biotite schists.

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Geochemie der Blackwall-Folgen in der Smaragd-Lagerstätte Habachtal, Hohe Tauern, Österreich. Teil 1: Darstellung der geochemischen Daten

Zusammenfassung Die Smaragd-Lagerstätte Habachtal, Hohe Tauern, besteht aus Blackwall-Folgen vom Typ: Serpentinit — Talkschiefer — ±Chloritschiefer oder Aktinolithschiefer — Biotitschiefer — Albitgneis und/oder Glimmerschiefer. Von 2 Serpentiniten, 33 Blackwall-Gesteinen, 9 Glimmerschiefern, 10 Albitgneisen und 5 Aplitgneisen wurden chemische Analysen der Hauptelemente und von Li, Be, Cr, Ni, Zn, Zr, Sn vorgelegt; 36 Proben wurden auch auf Sc, Cu, Rb, Sr, Cs, Ba und W analysiert. Die Blackwall-Bildung geht auf einen metasomatischen Austausch zurück, bei dem Mg aus dem Serpentinit ins Nebengestein, Si, Ca, K und Al aus dem Nebengestein in den Serpentinit transportiert wurden. Daneben waren auch einige Spurenelemente mobil: Im Vergleich zum Serpentinit wurden Li und Be in allen Blackwall-Gesteinen, Sn und Cs in den Aktinolith-, Chlorit- und Biotitschiefern angereichert; Sr wurde(n) in den dolomitführenden Talkschiefern, Zn, Rb und Ba hauptsächlich in den Biotitschiefern konzentriert.

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With 5 Figures     

Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites

Summary Granitic pegmatites characterized by advanced accumulation and fractionation of incompatible rare lithophile elements (Li, Rb, Cs, Be, Ta Nb, B, P and F), often contain mineral assemblages which host lithium-rich micas. Lepidolite and lithian muscovite occur in high-pressure spodumene, low-pressure petalite, phosphorus-enriched amblygonite and fluorine-rich lepidolite subtypes of orogenic affiliated complex type granitic pegmatites and rarely in anorogenic affiliated amazonite-bearingTrace element data determined by X-ray fluorescence for lepidolite of various pegmatite subtypes, morphology (book, scaly, fine-grained), position within the pegmatite (primary zones, replacement units, pockets), mineral assemblages and tectonic affinity (orogenic vs anorogenic) show extreme fractionation of Rb and Cs; modest levels of T1, Ga, Nb, Ta, Sn and Zn; and typically low abundances of Ba, Sr, Ni, Pb, Y, V, W and Zr. Extreme fractionation is indicated by low values of K/Rb, K/Cs and Nb/Ta which are lowest in lepidolite from petalite subtype pegmatites.No systematic differences in trace element content is evident among the different lepidolite morphologies or paragenetic position. Lepidolite from spodumene subtype pegmatites are generally slightly less fractionated than those from petalite or lepidolite subtype pegmatites.

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Spurenelement-Chemie von Lithium-reichen Glimmern aus granitischen Pegmatiten

Zusammenfassung Granitische Pegmatite, die durch fortgeschrittene Anreicherung und Fraktionierung von inkompatiblen, seltenen, lithophilen Elementen (Li, Rb, Cs, Be, Ta Nb, B, P und F) charakterisiert sind, enthalten häufig Mineralparagenesen mit Lithium-reichen Glimmern. Lepidolith und Li-Muskowit treten in Hochdruck-Spodumen, in Niedrigdruck-Petalit, in mit Phosphor angereichertem Amblygonit und in Fluor-reichen Lepidolith-Unterarten aus komplexen orogenen granitischen Pegmatiten und selten auch aus anorogenen, Amazonit-führenden Pegmatiten, auf.Spurenelement-Daten aus der Röntgenfluoreszenzanalyse von Lepidolith aus verschiedenen Pegmatit-Untertypen, die Morphologie (tafelig, schuppig, feinkörnig), die Position innerhalb des Pegmatits (primäre Zonen, verdrängte Einheiten, Taschen), Mineralbestände und tektonische Affinität (orogen gegen anorogen) zeigen eine extreme Fraktionierung von Rb und Cs, bescheidene Gehalte an TI, Ga, Nb, Ta, Sn und Zn; und typischerweise geringe Häufigkeiten von Ba, Sr, Ni, Pb, Y, V, W und Zr. Die extreme Fraktionierung wird durch niedrige Werte von K/Rb, K/Cs und Nb/Ta angezeigt, die in Lepidolith von Pegmatiten des Petalit-Subtyps am niedrigsten sind.Aus den verschiedenen Morphologien oder paragenetischen Positionen von Lepidolith sind keine systematischen Unterschiede im Spurenelementgehalt ersichtlich. Lepidolith aus Pegmatiten des Spodumen-Subtyps sind generell etwas weniger fraktioniert als jene von Pegmatiten des Petalit- oder Lepidolith-Subtyps.

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With 4 Figures     

Zur Geochemie einiger Pegmatite der Ostalpen

Zusammenfassung 139 Proben von Gesteinen und Mineralen des Villacher Granites und von Pegmatitvorkommen im Kärntner Altkristallin (Kärnten/Österreich) sowie vergleichsweise 13 Proben von anderen Pegmatiten der Ostalpen und solchen der Böhmischen Masse wurden mit Hilfe flammenphotometrischer, emissionsspektrographischer, röntgenfluoreszenzspektrometrischer und teilweise auch gammaspektrometrischer Methoden auf die Elemente Li, Na, K, Rb, Be, Ca, Sr, Ba, B, Sc, Y, Yb, (Th, U), Ti, Zr, Ni und Ga analysiert.Es konnte gezeigt werden, daß zwischen dem voralpidischen Villacher Granit und dem pegmatitischen und aplitischen Ganggefolge im Kärntner Altkristallin zwischen Ossiacher See und Drautal Blutsverwandtschaft bestehen sollte.Mit zunehmender Größe des Pegmatitvorkommens und offenbar auch mit Annäherung an den Granit nimmt der Gehalt an Li, Rb, Be, B, Ga und Pb zu, der Gehalt an Ca, Sr, Ba, Ti, Sc u. a. hingegen ab. Das K/Rb-Verhältnis ist ebenso ein verläßlicher Indikator. In kleineren Pegmatitkörpern nähert sich der Gehalt der pegmatophilen Spurenelemente dem des Nebengesteins.Es werden Abhängigkeiten zwischen Mindestkonzentrationen und Mineralisationen gefunden: Granite der Ostalpen mit Berylliumgehalten über 5 ppm Be lassen Beryllmineralisationen in ihren Pegmatiten erwarten. In Pegmatit-Proben mit über 50 ppm Be sind unter dem Mikroskop Beryllnädelchen nachweisbar.Zinnstein tritt auf, wenn das Pegmatitgestein mehr als 20 ppm Sn enthält, Spodumen bei>0,1% Li und Xenotim bei>20 ppm Y.

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Contribution to the geochemistry of some pegmatites in the Eastern Alps

Summary 139 samples of rocks and minerals from the granite of Villach and from pegmatites of the Carinthian Old Cristalline Complex (Austria) and additional 13 samples for comparison purposes from other pegmatites in the Eastern Alps and the Bohemian Mass were analyzed for the elements Li, Na, K, Rb, Be, Ca, Sr, Ba, B, Sc, Y, Yb, (Th, U), Ti, Zr, Mn, Co, Ni, and Ga using flamephotometric, emission-spectrographic, x-ray-fluorescence spectrometric and partially gamma-spectrometric methods.It could be shown that the prealpidic granite of Villach and the pegmatites of the Carinthian Old Cristalline Complex lying between the Lake of Ossiach and the Drau Valley are probably consanquineous. The contents of Li, Rb, Be, B, Ga, and Pb increase with the size of the pegmatite and with increasing proximity to the granite. Other elements, like Ca, Sr, Ba, Ti, Sc, show the reverse relation.Also the K/Rb-ratio is a good indicator. The trace-element content of small pegmatite bodies approaches that of the wall rocks.Relationships between the concentration of some elements and the mineralization have been found: One may expect beryllium minerals in pegmatites of granites of the Eastern Alps if the granite contains more than 5 ppm Be. Pegmatites samples containing more than 50 ppm Be show needles of beryll under the microscope. Cassiterite appeares, if the content of the pegmatitic rock reaches 20 ppm Sn, spodumen, if it exceeds 0,1% Li, and Xenotim, if it exceeds 20 ppm Y.

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Mit 7 Abbildungen     

Petrology of late proterozoic mafic dikes in the Nico Perez region,central Uruguay

Summary Tholeiitic basaltic and basaltic andesite dikes of Brasiliano (or PanAfrican) age ( 600 Ma) intrude the basement of the Nico Perez region, Uruguay. Major and trace element geochemistry of the basalts indicates that they suffered fractionation in shallow magma chambers. The variation in element ratios, which remain virtually unchanged during fractionation (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb and Ti/Zr), indicate that the dikes are not strictly comagmatic. However, they have certain features in common: LILE and LREE enrichment with respect to HFSE and HREE; high Rb/Ba (> 0.9) and Rb/Sr (> 0.08); low K/Rb (< 214); negative Nb and Ti anomalies (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22 Ti/Zr < 60).⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd at 665 Ma are in the range 0.7052 – 0.7119 and 0.51158 – 0.51177, respectively.The lack of correlations between isotope and trace element variations indicate that these characteristics are not controlled by crustal contamination of the melts. They are interpreted as being due to the melting of an enriched mantle (C1) under the influence of a fluid-rich component (C2) which stabilized a Nb-retaining titanate phase in the residuum. Although this process may be related to a subduction environment, it is also possible that it occurred in an ensialic region by the interaction of deep mantle fluids with the lithospheric continental mantle.The parent mantle underlying the early Proterozoic (1.8 Ga) Florida region had isotope and geochemical characteristics which could evolve to the values observed in the adjacent Nico Perez region. It is therefore proposed that mantle enrichment took place in the early Proterozoic and that this mantle melted under the influence of fluids in the late Proterozoic to derive the Nico Perez dikes.

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Petrologie von spätproterozoischen, mafischen Gängen in der Nico Perez-Region, Zentral Uruguay

Zusammenfassung In das Grundgebirge der Nico Perez-Region, Uruguay, intrudierten tholeiitische und basaltandesitische Gange panafrikanischen (Brasiliano) Alters ( 600 Ma). Die Hauptund Spurenelementgeochemie der Basalte zeigt eine Fraktionierung in seichten Magmakammern an. Die Streuung jener Elementverhältnisse, die während der Fraktionierung scheinbar unverändert bleiben (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb und Ti/Zr), weist darauf hin, daß die Gänge nicht streng komagmatisch sind. Sie haben aber dennoch bestimmte Merkmale gemeinsam: Anreicherung von LILE und LREE in Bezug auf HFSE and HREE; hohes Rb/Ba (> 0, 9) and Rb/Sr (> 0, 08); niedriges K/Rb (< 214); negative Anornalien bei Nb and Ti (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22, Ti/Zr < 60). Bei 665 Ma liegen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd im Bereich von 0, 7052 bis 0, 7119 beziehungsweise von 0,51158 bis 0,51177.Fehlende Korrelationen zwischen Isotopen- und Spurenelement-Streuungen zeigen, daß these Eigenschaften nicht durch Kontamination der Schmelzen mit Krustenmaterial kontrolliert werden. Sie werden mit der Aufschmelzung von angereichertem Mantel (C1) unter dem Einfluß einer Fluid-reichen Komponente (C2) erklärt. Diese Komponente stabilisierte eine Titanat-Phase im Residuum, die Nb zurückhielt. Obwohl dieser Prozeß einem Subduktions-Milieu zugeordnet werden kann, ist es auch möglich, daß er in einem intrakontinentalen Bereich durch Wechselwirkung von Fluiden aus dem tiefen Mantel mit dem kontinentalen Lithosphärenmantel stattfand.Der Ausgangsmantel, der die frühproterbzoische (1, 8 Ga) Florida-Region unterlagert, weist isotopische and geochemische Merkmale auf, aus denen sich die in der benachbarten Nico Perez-Region beobachteten Werte entwickelt haben könnten. Daher wird angenommen, daß die Anreicherung im Mantel im frühen Proterozoikum stattfand und daß dieser Mantel unter tern Einfluß von Fluiden im späten Proterozoikum Schmelzen bildete, von denen die Gange von Nico Perez abgeleitet werden können.

     

Shoshonitic and alkaline lamprophyres with elevated Au and PGE concentrations from the Kreuzeck Mountains,Eastern Alps,Austria

Summary Amphibole and mica lamprophyres and related dykes of Tertiary age from the Kreuzeck Mountains, Central Alps, Austria, have been investigated petrographically and geochemically. They intrude a sequence of early Palaeozoic metapelites, greenstones and amphibolites to the north of the Cretaceous Periadriatic Lineament, a major suture zone of 700 km E-W extent. The dykes are spatially associated with Sb, W, Hg, and Cu-Ag-Au deposits.Most lamprophyres are characterized by primitive chemistry (mg-numbers > 60 and Cr > 200 ppm) and have high contents of LIL elements (K, Rb, Sr and Ba). Geochemically, five different subgroups of calcalkaline/shoshonitic to alkaline affinity can be distinguished. These are: Group 1, amphibole-bearing shoshonitic lamprophyres (0.5–1.0 wt% Ti0₂, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10); Group 2, mica-bearing shoshonitic lamprophyres (1–1.5 wt% TiO₂, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Group 3, alkaline lamprophyres (1.5–2.1 wt% TiO₂, Zr > 250 ppm, Nb > 30 ppm, Ba/Rb 10–25); Group 4, low-MgO alkaline lamprophyres ( 2.5 wt% TiO₂, mg-number < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Group 5, calc-alkaline basaltic dykes ( 2.2 wt% TiO₂, mg-number <55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Group 2,3 and 4 dykes have NE-SW orientations and are of Oligocene age (K-Ar age 27–32 Ma); Group 1 and 5 dykes are of Lower Oligocene age (K-Ar age 36 Ma) but have mostly E-W orientations.The Kreuzeck lamprophyres were generated in post-collisional magmatic events, which were probably linked to extensional tectonics following oblique continent-continent collision between the African and Eurasian Plates during the Eocene. Group 1, 2 and 5 dyke rocks have typical calc-alkaline geochemical signatures indicating that they represent partial melting products of subduction-modified lithosphere. Group 3 and 4 alkaline lamprophyres have geochemical features transitional between calc-alkaline and within-plate alkaline igneous rocks (e.g. Ba/Nb 30–70) indicating that their mantle source-region includes both subduction-modified lithospheric and OIB-type asthenospheric components.There is no apparent relationship between mineralization in the Kreuzeck region, thought to be of Ordovician-Devonian age, and much later lamprophyre intrusion. Alteration of the dykes by late-magmatic fluids has resulted in the formation of secondary minerals, and has occasionally led to increased Au and PGE values in the 10–35 ppb range particularly in close proximity to Cu-Ag-Au deposits.

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Shoshonitische und alkalische Lamprophyre mit erhöhten Au- und PGE-Gehalten aus der Kreuzeckgruppe, Ostalpen, Österreich

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht die Petrographie und Geochemie tertiärer Lamprophyre und genetisch verwandter Ganggesteine aus der zentralalpinen Kreuzeckgruppe, nördlich des Periadriatischen Lineamentes, in Kärnten, Österreich. Die Ganggesteine durchschlagen die altpaläozoischen Metapelite, Grünsteine und Amphibolite des Altkristallins diskordant und stehen in räumlichem Zusammenhang mit Sb, W, Hg und Cu-Ag-Au Lagerstätten, die bereits seit dem Mittelalter abgebaut wurden.Die meisten Lamprophyre zeigen primitiven Charakter (Mg-Zahlen >60 und Cr > 200 ppm) und besitzen hohe Gehalte an LILE (K, Rb, Sr und Ba). Geochemisch lassen sich fünf verschiedeneGruppen mit kalkalkalisch/shoshonitischem bis alkalischem Charakter unterscheiden: Gruppe 1, Amphibol-führende shoshonitische Lamprophyre (0.5–1.0 Gew% TiO₂, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10);Gruppe 2, Glimmer-führende shoshonitische Lamprophyre (1–1.5 Gew% TiO₂, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Gruppe 3, alkalische Lamprophyre (1.5–2.1 Gew% TiO₂, Zr > 250 ppm, Nb > 30ppm, Ba/Rb 10–25); Gruppe 4, alkalische Lamprophyre mit geringen MgO-Anteil ( 2.5 Gew% TiO₂, Mg-Zahl < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Gruppe 5, kalkalkalisch basaltische Ganggesteine ( 2.2 Gew% TiO₂, Mg-Zahl < 55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Die Lamprophyre der Gruppen 2, 3 und 4 zeigen nordöstliches Streichen und oligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 27–32 Ma), während die Ganggesteine der Gruppen 1 und 5 überwiegend östliches Streichen und UnterOligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 36 Ma) aufweisen.Die Intrusionen erfolgten während einer tektonischen Dilatationsphaseim Oligozän nach der Kontinent-Kontinent Kollision zwischen derAfrikanischen und der Eurasischen Platte im unteren Eozän. Ganggesteine der Gruppen 1, 2 und 5 besitzen typisch kalkalkalischen Charakter und stellen vermutlich Produktevon aufgeschmolzener, subduzierter Lithosphäre dar. Die Geochemie der alkalischen Lamprophyre derGruppen 3 und 4 (e.g. Ba/Nb 30–70) deutet auf ihre genetische Zwischenstellung zwischen subduction-related und within-plate regime.Zwischen den tertiären Gangintrusionen und den vermutlich paläozoischen Vererzungen der Kreuzeckgruppe besteht kein genetischer Zusammenhang. Die Alteration der Ganggesteine durch postmagmatische Lösungen hat jedoch zur Bildung von sekundären Mineralen und teilweise zu überdurchschnittlich erhöhten Au und PGE Gehalten von bis zu 35 ppb geführt.

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With 6 Figures     

Compositional variation in pyrochlores from the Mt Weld carbonatite laterite,Western Australia

Summary Pyrochlore is present as a residual mineral within a Mesozoic-Cainozoic laterite overlying and derived from a Proterozoic carbonatite intrusion. Leaching of the A-site ions Na and Ca from the pyrochlore structure occurred during weathering and the vacant sites were subsequently occupied by Sr and Ce. In addition, leaching of strongly-bonded Nb led to B-site vacancies, which were subsequently filled by Fe³⁺. The pyrochlore mineral chemistry changes markedly with depth in the weathering profile and the sequence: Na-Ca pyrochlore, strontian pyrochlore, strontiopyrochlore, ceriopyrochlore, cerian strontiopyrochlore and strontian ceriopyrochlore occurs between the fresh carbonatite/laterite interface and the top of the profile. This vertical zonation in pyrochlore mineral chemistry is the result of leaching and reprecipitation processes and the associated fractionation and differential mobility of individual elements during weathering.

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Variierende Zusammensetzungen in Pyrochlor in Lateriten des Mt Weld Karbonatits, West-Australien

Zusammenfassung Pyrochlor befindet sich in einem mesozoischen-känozoischen Laterit, der sich durch Verwitterung einer proterozoischen Karbonatitintrusion bildete. Das Lösen von A-Ionen, Na and Ca, aus der Pyrochlor-Struktur erfolgte während der Verwitterung; die freien Stellen wurden von Sr und Ce besetzt. Der Verlust von stark gebundenem Nb führte zu freien Stellen in der B-Position, die von F³⁺-Ionen besetzt wurden. Die Pyrochlor Zusammensetzung ändert sich deutlich mit der Verwitterungstiefe und entwickelt sich von der Karbonatit/Laterit-Grenze zum obersten Teil des Lateritprofils wie folgt: Na - Ca-Pyrochlor, strontian Pyrochlor, Strontiopyroehlor, Ceriopyrochlor, cerian Strontiopyrochlor bzw. strontian Ceriopyrochlor. Diese vertikale Zonierung in der Pyrochlorchemie ist das Resultat der Auslaugungs- und Wiederausfällungsprozesse während der Verwitterung und der damit verbundenen Fraktionierung und unter-schiedlichen Mobilität von einzelnen Elementen.

     

四川木洛稀土矿床碳酸岩地球化学

木洛稀土矿床成因上与碳酸岩-碱性杂岩密切相关。碳酸岩主要由方解石组成,CaO/（CaO＋MgO＋FeO＋Fe2O3＋MnO）比值在95.7%～99.6%,为方解石碳酸岩。碳酸岩相对富集大离子亲石元素Ba、Sr、LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,高Zr/Hf和La/Nb值,低Sm/Nd和Rb/Sr值,暗示岩石来自富集地幔EMI。地质、地球化学研究表明,木洛碳酸岩是在峨眉山地幔柱地幔遗存物经喜马拉雅造山运动再次活化的产物,但碳酸岩熔浆在上侵过程中受到地壳物质混染。碳酸岩-碱性岩熔浆带来大量稀土元素,并在喜马拉雅造山期造山运动派生的局部引张部位成矿。     

Mineralogy and geochemistry of the hydrothermally altered archaean granodioritic rocks of the ventersdorp dome,Western Transvaal,South Africa

Summary Archaean granodioritic rocks from the Ventersdorp Dome have been hydrothermally altered in two stages: epidotization and K-feldspatization. The alteration locally is both pervasive or occurs along veins. Mass balance calculations reveal CaO, Fe₂O₃, Sr and Y addition and loss of Na₂O,K₂O, MgO, Pb and Ba during epidotization. The combined epidotization and K-feldspatization involved a gain in SiO₂, Fe₂O₃, CaO, K₂O, Ba, Sr and Rb. A1₂O₃ and Nb were immobile during both alteration stages. The alteration is accompanied by a change in the An-content of the plagioclase (An₁₁ to An₁).

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Mineralogie und Geochemie der hydrothermal veränderten, archaischen Granodiorite des Ventersdorp Domes (westliches Transvaal, Südafrika)

Zusammenfassung Archaische Granodiorite des Ventersdorp Domes sind durch zwei Typen hydrothermaler Verdnderung, Epidotisierung und Kalifeldspatisierung überprägt worden. Die Veránderung tritt sowohl durchdringend als auch auf Adern auf. Massenvergleichsberechnungen ergaben, daß während der Epidotisierung CaO, Fe₂O₃, Sr und Y angereichert und Na₂O, K₂O, MgO, Pb und Ba abgeführt worden sind. Während der kombinierten Epidotisierung und Kalifeldspatisierung treten eine Zufuhr von SiO₂, Fe₂O₃, CaO, K₂O, Ba, Sr und Rb auf. A1₂O₃ und Nb verhielten sich während beider Verdnderungen immobil. Die hydrothermale Veränderung wurde von einer Verminderung des Ca-Gehaltes der Plagioklase begleitet (An₁₁ zu An₁).

     

Polygenetic tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) magmatism in the Smartville Complex, Northern California with a note on LILE depletion in plagiogranites

Summary Tonalite, trondhjemite, and granodiorite (TTG) occur in dikes, plugs and tabular to equant plutons within the intrusive core of the Smartville Complex, a late Jurassic rifted arc. Two groups of TTG are recognized. A high-K group consisting of calc-alkaline tonalite to granodiorite is enriched in LILE and Th and depleted in Na, Y and HREE with respect to a more tholeiitic and trondhjemitic low-K group. Within the high-K group, Th, LIL, La, and La / Lu show a regional southward increase from biotite tonalite plutons in the north to granodiorite intrusions in the south. These regional chemical variations parallel regional chemical variations in older metavolcanic rocks and massive metadiabase that form the bulk of the basement into which the Smartville TTG were intruded. The geochemical and geological characteristics of most high-K group rocks are consistent with an origin by low-pressure (< 5 kb) partial melting of arc basement rocks. Some high-K group rocks, however, are strongly depleted in Y and HREE, suggestive of melting in the garnet stability field at P > 10 kb. Thus, the basement probed by the high-K group may be vertically, as well as laterally, extensive. A low-K group of largely tholeiitic tonalite to trondhjemite intrusions has lower LIL, Th, and La/Lu and higher Na, Y and HREE than the high-K group. Within this group, Y, Ga, and Na all increase to the west towards the Smartville sheeted dike complex. The westernmost intrusives in the low-K group have the chemical characteristics (e.g. high Y, Y/Nb and (Y+Nb)/Rb) of ocean ridge granites. The low-K group is best modeled by crystal fractionation of coeval, basaltic and andesitic magmas, although crustal assimilation also appears to be important in one of the intrusions.Like most oceanic tonalites (e.g. plagiogranites), the low-K group rocks are overdepleted in LIL elements. The over-depletion appears to be an intrinsic property of the low-K intrusives, unrelated to post-magmatic hydrothermal effects. It is proposed that LIL elements are lost from low-K rocks because they evolve a vapor phase prior to the fixing of LIL elements by crystallization of a phase such as biotite. The relative order of LIL over-depletion (Rb > K > Ba) is consistent with this interpretation. Polygenetischer Tonalit-Tronhjemit-Granodiorit (TTG)-Magmatism.us im Smartville Komplex, Nord-Kalifornien, mit einer Notiz Über LILE Verarmung

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Polgenetischer Tonalit-Tronjemit_Granodiorit (TTG)-Magmatismus im Smartville Komplex, Nord-kalifornien, mit einer Notiz über LILE Verarmung

Zusammenfassung Tonalit, Trondhjemit und Granodiorit (TTG) kommen als Gänge, Schlote und flächige Plutone im intrusiven Kern des Smartville Komplexes, einem spät-Jurassischen Riftbogen vor. Zwei Gruppen von TTG liegen vor: eine K-reiche Gruppe, die aus Kalk-alkalischen Tonaliten bis Granodioriten besteht, ist LILE und Th angereichert, jedoch an Na, Y und HREE, verglichen mit der mehr tholeiitischen und trondhjemitischen K-armen Gruppen, verarmt. Innerhalb der K-reichen Gruppe zeigen Th, LIL, La und La/Lu eine Zunahme von Biotit-Tonalit-Plutonen im Norden zu Granodiorit-Intrusionen im Süden. Diese regionalen chemischen Variationen in älteren, metavulkanischen Gesteinen sind mit jenen in massiven Metadiabasen parallel. Letztere bilden den Großteil des Basements, in welches die Smartville TTG intrudierten. Die geochemischen und geologischen Charakteristika der K-reichsten Gruppe sind in Übereinstimmung mit einem Ursprung durch teilweise Aufschmelzung unter niedrigem Druck (< 5 kb) der Basement Gesteine des Bogens. Einige K-reiche Gesteine sind jedoch stärker an Y und HREE angereichert, was auf Aufschmelzung in Stabilitätsfeld von Granat bei P > 10 kb hinweist. Das Basement, von dem Teile in die K-reiche Gruppe aufgenommen wurden, dürfte daher sowohl vertikal wie lateral ausgedehnt sein. Eine K-arme Gruppe von großteils tholeiitischen Tonalit bis Trondhjemit-Intrusionen hat niedrige LIL, Th und La/Lu und höhere Na, Y und HREE als die K-reiche Gruppe. Innerhalb dieser nehmen Y, Ga und Na nach Westen gegen den Smartville sheeted dike Komplex zu. Die westlichsten Intrusiva in der K-armen Gruppe haben chemische Charakteristika (z.B. hohes Y, Y/Nb und (Y + Nb)/Rb) von Graniten ozeanischer Rücken. Die K-arme Gruppe läßt sich am besten durch Kristallfraktionierung gleich alter, basaltischer und andesitischer Magmen modellieren, obwohl Assimilation von Krustenmaterial in einer der Intrusionen auch von Bedeutung zu sein scheint.Wie die meisten ozeanischen Tonalite (Plagiogranite) sind auch die Kali-armen Gesteine besonders an LIL-Elementen verarmt. Diese besondere Verarmung scheint eine charakteristische Eigenschaft von Kali-armen Intrusiven zu sein, die nicht in Beziehung zu postmagmatischen, hydrothermalen Erscheinungen steht. Wir nehmen an, daß LIL-Elemente von den Kali-armen Gesteinen in einer Dampfphase entfernt werden, bevor sie durch Kristallisation von Mineralen wie Biotit fixiert werden können. Die relative Ordnung der intensiven Abreicherung der LIL (Rb > K > Ba) stimmt mit dieser Interpretation überein.

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With 7 Figures     

Geochemische Untersuchungen an Auswürflingen (Gleesiten) des Laacher-See-Gebietes

Zusammenfassung Von etwa 20 Auswürflingen der Gesteinsgruppe derGleesite wird die chemische und mineralogische Zusammensetzung ermittelt. Alle Auswürflinge enthalten die Minerale Sanidin, Plagioklas, Hornblene, Pyroxen, Magnetit, und fast alle Hauyn, allerdings in sehr unterschiedlicher Menge. Sowohl im Gestein als auch in den Mineralen werden neben den Hauptelementen auch die Spurenelementgehalte an Ba, Sr, Rb, Zr, Nb, Zn, Mn und P bestimmt. Die so erhaltenen Ergebnisse führen zu einer Einteilung der Gleesite in zwei Gesteinsgruppen, die jeweils einen bestimmten magmatischen Differentiationszustand darstellen. So weisen die niedrigeren Mn/Fe-, Zn/Fe-, Fe/Mg-, Rb/K- und Nb/Ti-, sowie die höheren Ba/K- und Sr/K-Quotienten in den Gleesiten der ersten Gruppe und in deren Einzelmineralen übereinstimmend auf eine frühere Bildung dieser Auswürflinge im Magma hin. Aus der Verteilung einiger Elemente, vor allem aus den Verteilungsquotienten bei charakteristischen Elementen in einigen Mineralpaaren (Sr in Sanidin und Plagioklas, Mn und Zn in Hornblende und Pyroxen) kann geschlossen werden, daß diese Minerale und damit die betreffenden Auswürflinge unter Gleichgewichtsbedingungen entstanden sind. Die durch viele geochemischen Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse ermöglichten damit Aussagen über die Bildungsbedingungen von Gesteinen, die im Gesteinsverband nicht untersucht werden können. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die Bereitstellung von Geräten.

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The chemical and mineralogical composition of about 20 ejectas (namedGleesit) has been determined. These rocks are composed of the minerals Sanidine, Plagioclase, Amphibole, Pyroxene, and Hauyne but in very changing amounts. In the rocks as well as in their minerals the content of the major- and some minor elements (such as Ba, Sr, Rb, Zr, Nb, Zn, Mn, and P) has been determined. According to the results the Gleesits are devided into two groups, each of them being formed at a different state of magmatic evolution. According to the lower quotients of Mn/Fe, Zn/Fe, Fe/Mg, Rb/K, and Nb/Ti and the higher ones of Ba/K and Sr/K the rocks of the one group have been formed earlier than those of the other. From the distribution of some elements, above all from the distribution coefficients of characteristic elements in some pairs of minerals (Sr in Sanidine and Plagioclase Mn and Zn im Amphibole and Pyroxene) may be concluded that these minerals and therefore the ejectas have been formed under equilibrum conditions. From these geochemical investigations it was possible to state something about the conditions of formation of these ejectas, this means formation of rocks which cannot be investigated in their original occurence.

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Auszugsweise vorgetragen vonH. A. Seck auf der Tagung der DMG in Tübingen am 13. 9. 61 und vonK. Jasmund auf dem Kolloquium Geochemie der Deutschen Forschungsgemeinschaft in Bad Sooden-Allendorf am 22. 10. 62.

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Herrn Prof. Dr.Carl W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Early miocene post-collisional calc-alkaline magmatism along the easternmost segment of the periadriatic fault system (Slovenia and Croatia)

Summary Early Miocene calc-alkaline igneous rocks from the easternmost segment of the Periadriatic fault system can be subdivided into two series of different alkalinity: (1) Volcanics which occur in the vicinity of the Velenje-Rogatec Line range from high-alumina basalt via low-K and medium-K andesites to medium-K dacites. (2) In the Pohorje Mountains mafic rocks are lacking. A high-K tonalitic pluton crystallized at pressures of about 0.7 GPa as indicated by Al-in-hornblende barometry and accessory magmatic epidote. Rapid exhumation of the tonalite during dextral transtension along the Periadriatic fault system is indicated by tonalitic pebbles in Helvetian (?) clastic sediments. High-K andesitic to dacitic volcanics are interlayered with, and dikes cut, the clastic sediments.Compositional variations shown by the volcanics from the Velenje-Rogatec Line are consistent with fractionation of the observed phenocryst assemblages (olivine, plagioclase, clinopyroxene, orthopyroxene, titanomagnetite). Substantial fractionation of plagioclase is indicated by decreasing Sr/Nd and Sr/Y values and increasing negative Eu anomalies with increasing SiO₂. All samples have chondrite-normalized HREE > 9.6 and low (Tb/Yb)_n ratios (1.29–1.08). With increasing SiO₂, the abundances of HREE and Y (18 to 39 ppm) increase and those of Sc (32.5 to 20.9 ppm) decrease slightly. These features, together with low Hf/Lu and Zr/Y values (10.1–5.7 and 5.7–3.6, respectively), rule out garnet as a major fractionating phase. Since (La/Yb)_n values (3.24–6.59) do not increase with SiO₂ and chondrite-normalized REE patterns do not show concave-upward shapes, fractionation of amphibole was probably insignificant. Although Rb/Cs values ( 18) are generally low, a significant contribution by continental crustal materials to the magmas by an AFC process is suggested by negative correlations of Nb/U(7.16 to 3.14) and Nb/Th(2.14 to 0.87) values with SiO₂, as well as by low Hf/Ta(7.8–3.4), and in part also by K/Rb (340-71) and Zr/Rb (5.0–1.7) values.Rocks from the Pohorje Mountains have high abundances of U. Values of Nb/U and Nb/Th are low (3.55 to 1.85 and 1.27 to 0.64, respectively) and are negatively correlated with SiO₂. These features, in combination with high values of Ba/Nb (56 to 93), Ba/La (23–30), and Rb/Cs (19–56), as well as with previously published ¹⁸O values ( 9) for the tonalite indicate a substantial contribution of the continental crust to these magmas. High Sr abundances (455 to 984 ppm) and moderate negative Eu anomalies suggest that fractionation of plagioclase was of minor importance. Although the rocks have relatively low Sc (9.3 to 3.8 ppm) and Y (21 to 14 ppm) contents, low (Tb/Yb)_n values (1.67–1.14) indicate that garnet was not a major fractionating phase. Instead, fractionation of amphibole is a viable mechanism to explain the combination of high (La/Yb)_n (21.8–13.1) and low (Tb/Yb)_n.

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Untermiozäner, kalkalkaliner Post-Kollisions-Magmatismus entlang des östlichsten Segmentes des periadriatischen Störungssystems (Slowenien und Kroatien)

Zusammenfassung Untermiozäne Kalkalkali-Magmatite aus dem östlichen Bereich des Periadriatischen Lineaments gliedern sich in zwei Serien unterschiedlicher Alkalinität: (1) Entlang der Velenje-Rogatec-Linie treten High-Al-Basalte, Low-K- und Medium-K-Andesite und Medium-K-Dazite auf. (2) Im Pohorje-Gebirge, wo basische Magmatite fehlen, kristallisierte ein High-K-Tonalit bei Drücken von ca. 0.7 GPa (Al-in-Hornblende-Barometer, magmatischer Epidot). Gerölle dieses Tonalits in einer untermiozänen (Helvet?) klastischeu Abfolge belegen eine schnelle Heraushebung des Tonalits durch dextrale Transtension im östlichsten Bereich des periadriatischen Lineaments. Eingeschaltet in die klastischen Sedimente sind andesitische bis dazitische Pyroklastika und Laven sowie diskordante dazitische Gänge, die alle der High-K-Serie angehören.Die chemische Variation innerhalb der Vulkanitserie von der Velenje-Rogatec-Linie läßt sich durch Fraktionierung der Einsprenglingsminerale Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Titanomagnetit erklären. Abnehmende Sr/Nd- und Sr/Y-Werte und zunehmende negative Eu-Anomalien mit steigendem SiO₂ weisen auf eine bedeutende Plagioklas-Fraktionierung hin. Alle Vulkanite besitzen hohe Gehalte an schweren Seltenen Erden (chondritnormiert > 9.6) und geringe (Tb/Yb)_n-Werte (1.29–1.08). Mit zunehmendem SiO₂ nehmen die Gehalte an Yb(2.02 bis 4.30 ppm) und Y(18 bis 39 ppm) zu, während die Sc-Gehalte (32.5 bis 20.9 ppm) nur geringfügig abnehmen. Diese Charakteristika, zusammen mit geringen Hf/Lu- und Zr/Y-Werten (10.1–5.87 bzw. 5.7–3.6), schließen Granat als wesentliche, fraktionierende Phase aus. Da die (La/Yb)_n-Verhältnisse (3.24–6.59) nicht mit SiO₂ korrelieren und die chondritnormierten SeltenenErden-Muster keine nach oben konkaven Formen aufweisen, spielte die Fraktionierung von Amphibol keine wesentliche Rolle. Trotz geringer Rb/Cs-Werte ( 18) wird eine beträchtliche krustale Kontamination der Magmen angenommen. Für einen AFC-Prozeß sprechen negative Korrelationen von Nb/U(7.16–3.14) und Nb/Th(2.14–0.87) mit SiO₂ (bei steigenden Nb-, U- und Th-Gehalten), geringe Hf/Ta-Werte (7.8–4.3) und teilweise auch geringe K/Rb- (340-71) und Zr/Rb-Verhältnisse (5.0–1.7).Die Magmatite des Pohorje-Gebirges weisen hohe U-Gehalte sowie geringe Nb/U-und Nb/Th-Verhältnisse auf (3.55–1.85 bzw. 1.27–0.64), die eine schwache negative Korrelation mit SiO₂ zeigen. Zusammen mit hohen Ba/Nb-(56–93), Ba/La-(23-30) und Rb/Cs-Verhältnissen (19–56) sowie bereits publizierten ⁸O-Werten ( 9) weisen diese Eigenschaften auf einen beträchtlichen Anteil assimilierten Krustenmaterials in den Magmen hin. Hohe Sr-Gehalte (455–984 ppm) und relativ geringe negative Eu-Anomalien machen es unwahrscheinlich, daß während des AFC-Prozesses in der Unterkruste wesentliche Mengen an Plagioklas fraktioniert wurden. Obwohl die Gehalte an Sc (9.3–3.8 ppm) und Y (21–14 ppm) relativ gering sind, scheidet Granat aufgrund der geringen (Tb/Yb)_n- Verhältnisse (1.67–1.14) als dominierende Fraktionierungsphase aus. Die Kombination von hohen (La/Yb)_n- Verhältnissen (21.8–13.1) und geringen (Tb/Yb)_n-Verhältnissen deutet eher auf Amphibol als wichtige, fraktionierende Phase hin.

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With 9 Figures     

Pristine vs. contaminated trends in Nb,Ta-oxide minerals of the Jihlava Pegmatite District,Czech Republic

Summary Columbite-tantalite is widespread in the lepidolite-subtype rare-element pegmatites of the Jihlava pegmatite district, western Moravia, Czechoslovakia. In most pegmatites, fractionation of columbite-tantalite shows initial enrichment in Mn followed by increasing Ta, in accordance with the usual trend from ferrocolumbite through mangano-columbite to manganotantalite, typical of the lepidolite pegmatites. Many dikes, however, show local deviations toward Fe- and Ti-rich compositions. In extreme cases, all columbite-tantalite is strongly enriched in Fe and Ti, and is associated with ixiolite and tantalian rutile. The degree of enrichment of the Nb,Ta oxide-mineral assemblage in Fe and Ti is proportional to tectonic introduction of wallrock xenoliths of mafic pyroxene-biotite syenite into the pegmatites during late stages of their consolidation. Extensive reaction of the residual pegmatite melt with the xenoliths contaminated the near-by melt, and generated Nb,Ta oxide minerals and tourmaline of non-typical chemistries. Late fersmite probably formed after thermal equilibration of the pegmatites with their syenitic country rocks, from Ca-bearing regional interstitial fluids pervading through the solidified pegmatites.

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Zusammenfassung In Selten-Element Pegmatiten (Lepidolith-Subtyp) des Jihlava Pegmatit Distriktes, West-Mähren, Tschechien, ist Columbit-Tantalit weitverbreitet. In den meisten Pegmatiten führte die Fraktionierung von Columbit-Tantalit zur einer anflinglichen Anreicherung von Mn gefolgt von einer Zunahme in Ta, vergleichbar mit dem für Lepidolith-Pegmatit bekannten Trend Ferrocolumbit-Manganocolumbit-Manganotantalit. Viele Gänge zeigen jedoch lokale Abweichungen zu Fe- und Ti-reichen Zusammensetzungen. In extremen Fällen ist Columbit-Tantalit stark an Fe und Ti angereichert und mit Ixiolith und Tantalo-Rutil vergesellschaftet. Das Ausmaß der Fe und Ti Anreicherung in (Nb,Ta)-Oxid-Assoziationen ist proportional dem tektonisch bedingten Eindringen von maischen Pyroxen-Biotit-reichen Syenit-Nebengesteinsxenolithen in die Pegmatite gegen Ende ihrer Verfestigung. Tiefgreifende Reaktion der Pegmatit-Restschmelze mit den Xenolithen kontaminierte die Schmelze und führte zur Bildung von (Nb,Ta)-Oxid-Mineralen und Turmalin ungewöhnlicher Zusammensetzung. Möglicherweise nach der thermischen Gleichgewichtseinstellung der Pegmatite mit ihren syenitischen Nebengesteinen bildete sich Fersmit unter Beteiligung von Ca-führenden regionalen Porenlösungen, welche die verfestigten Pegmatite durchdrangen.

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With 6 Figures     

Possible compositional differences between Archean and Post Archean granulite terranes based on discriminant analysis

Summary An average chemical composition is proposed for granulite terranes of the lower continental crust based on a data base of 1685 analyses of granulite facies rocks. Both Archean and Post-Archean granulites are included in the file. Discriminant analysis was used to study possible compositional differences between Archean and Post-Archean granulites. Results show no convincing difference between the two age groups using major elements, the REE, or a combination of (K₂O, U, Th, Rb and Ba) however a combination of (Cr, Ni, Zr, Nb, V and Co) is promising. The main constraint is the limited number of chemical analyses which contain all the elements of each combination and the difficulty of evaluating the fundamental requirements for use of discriminant analysis which would permit more numerical methods of analyzing the results to be applied.

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Auf Diskriminanzanalyse beruhende mögliche Unterschiede in der Zusammensetzung von archaischen und postarchaischen Granuliten

Zusammenfassung Ausgehend von einem Datensatz mit 1685 Analysen granulitfazieller Gesteine wird eine durchschnittliche chemische Zusammensetzung für Granulite aus der unteren kontinentalen Kruste vorgeschlagen. Der Datensatz enthält sowohl archaische als auch postarchaische Granulite. Zur Untersuchung möglicher Unterschiede in der Zusammensetzung von archaischen und postarchaischen Granuliten wurde die Diskriminanzanalyse verwendet. Die Ergebnisse zeigen keinen eindeutigen Unterschied zwischen den beiden Altersgruppen, wenn man Hauptelemente, die SEE oder eine Kombination von (K₂O, U, Th, Rb und Ba) anwendet. Eine Kombination aus (Cr, Ni, Zr, Nb, V und Co) erscheint jedoch vielversprechend. Die wesentliche Einschränkung besteht in der begrenzten Anzahl an chemischen Analysen, die alle Elemente für jede Kombination enthalten sowie in der Schwierigkeit, die grundsätzlichen Erfordernisse für die Anwendbarkeit der Diskriminanzanalyse, die die Anwendung weiterer numerischer Methoden für die Analyse der Ergebnisse erlauben würden, abschätzen zu können.

     

Geochemistry of sulphide minerals at Dugald River, NW Queensland, with reference to ore genesis

Summary A geochmmschl investigation of sulphide minerals from the Dugald River Zn-Pb-Ag deposit, northwest Queensland, Australia has been carried out using the electron microprobe. The data obtained here indicate a relative consistency in Fe, Zn, and Co contents, but significant variations in Mn, Cd, and Ni levels for sphalerite and pyrite within three different ore types. Zn/Cd ratios for sphalerite from laminated, crosscutting vein and breccia ore types average 629, similar to those associated with hydrothermal replacement in metamorphic terrains. Co/Ni values for pyrite are highly variable in the range of 2.7 to 19.3 and are in general typical of the metamorphic hydrothermal pyrite group, and therefore quite different from those of base metal deposits with sedimentary origin. FeS contents of the sphalerite from breccia ore average 17.0 ± mol% and give a pressure estimate of 2.8 ± kbar. This pressure is in good agreement with the upper limit of ore formation derived from fluid inclusion work. This study suggests a syntectonic replacement origin of the deposit, which is consistent with geological and paragenetic observations at Dugald River.

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Geochemie von Sulfiden der Dugald River Lagerstätte (Nordwest-Queensland) und ihre Beziehungen zur Erzgenese

Zusammenfassung Eine geochemische Untersuchung von Sulfid-Mineralen der Zink-Blei-Silber-Lagerstäte Dugald-River, Nordwest-Queensland, Australien, wurde mit der Mikrosonde durchgeführt. Die analytischen Daten zeigen relative Konsistenz der Fe-Zn und Co-Gehalte, aber signifikante Schwankungen in den Mn, Cd, und Ni-Gehalten für Zinkblende und Pyrit innerhalb der drei definierten Erztypen. Zn-Cd-Verhältnisse für Zinkblende aus gebänderten Erzen, aus querschlägigen Gängen und aus Brekzienerzen liegen im Durchschnitt bei 629, ähnlich denen, die mit hydrothermalen Verdrängungen in metamorphen Terrains assoziiert sind. Co-Ni-Werte für Pyrit variieren stark von 2,7 bis 19,3 und sind im allgemeinen typisch für die Gruppe metamorpher hydrothermaler Pyrite und unterscheiden sich deutlich von denen für Buntmetall-Lagerstätten sedimentären Ursprunges. FeS-Gehalte von Zinkblenden aus Brekzienerzen betragen im Durchschnitt 17,0 Gew.% und führen zu einem abgeschätzten Druck von 2,8 kbar. Dieser Druck stimmt mit jenem der für die Obergrenze der Erzbildung aus Flüssigkeitseinschluß-Untersuchungen berechnet wurde überein. Die vorliegende Untersuchung legt eine Entstehung der Lagerstätte durch syntektonische Verdrängung nahe, ein Vorgang, der mit geologischen und paragenetischen Beobachtungen in Dugald River übereinstimmt.

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With 8 Figures     

Geochemistry and petrogenesis of the Palampur metavolcanics, Lesser Himachal Himalaya, India

Summary The Palampur metavolcanics (PV) in the northwest Himalaya are part of the Late Archaean (2.5 Ga) Rampur flood basalt province (RFBP) which represents one of the oldest manifestation of worldwide mafic magmatism. The volcanics occur as mafic lava flows with evidence of two phases of deformation. The first phase resulted in recrystallisation which almost completely obliterated the primary mineralogy, and the second phase was of weak cataclasis. Immobile trace element ratios as well as cation percent Al - (Fe - Ti) - Mg indicate that the volcanics are tholeiitic in composition. The chemical characteristics, such as the decoupling between HFS and LIL elements i.e., distinct negative Sr, Nb and Ti anomalies in the double normalisation ratios spiderdiagram together with low Ti/Y and Zr/Y ratios, testify the rocks as low-Ti continental flood basalts. The chemical variations in the volcanics can be related to varying extents of partial melting of the mantle source(s), followed by fractional crystallisation (predominantly olivine and clinopyroxene over plagioclase). Positive correlation between LREE and Fe abundances, Ce-Nd and Y/Nd-Zr/Y data preclude any significant role of crustal contamination in the evolution of their bulk chemistry. The REE data and [Mg]-[Fe] relations rather suggest that the parental magma of the PV derived from non-pyrolitic source(s) which was heterogeneous with respect to enrichment in Zr, LREE and Fe/Mg ratios. Mantle metasomatism appears to be the main process of such source enrichment, possibly caused by the addition of a volatilerich silicate melt phase.[/ p]

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Geochemie und Petrogenese der Palampur Metavulkanite, Lesser Himachal Himalaya, Indien

Zusammenfassung Die Palampur Metavulkanite (PV), im nordwestlichen Himalaya, gehören zur spätarchaiischen (2.5 Ga) Rampur Plateau-Basalt-Provinz (RFBP), die einen der ältesten, weltweiten Phasen von mafischem Magmatismus manifestiert. Die Vulkanite treten als mafische Lavaströme auf und zeigen zwei Phasen von Deformation. Die erste resultierte in einer Rekristallisation, die nahezu den gesamten primären Mineralbestand überprägt hat. Die zweite Phase ist durch schwache Kataklase repräsentiert. Immobile Spurenelementverhältnisse, wie auch die Kationenprozent von Al- (Fe- (-Ti) -Mg, deuten eine tholeiitische Zusammensetzung der Vulkanite an. Die chemischen Charakteristika, die im unterschiedlichen Verhalten der HFS und LIL Elemente deutlich werden, deutlich negative Sr, Nb und Ti Anomalien in den zweifach normalisierten Spiderdiagrammen, niedrige Ti/Y und Zr/Y Verhältnisse, bezeugen, dass es sich um Ti-arme, kontinentale Plateaubasalte handelt. Die chemischen Unterschiede innerhalb der Vulkanite können auf unterschiedliche Grade von Aufschmelzung des (der) Mantelmaterials(e), gefolgt von fraktionierter Kristallisation (vor allem Olivin und Klinopyroxen, untergeordnet Plagioklas), zurückgeführt werden. Positive Korrelation der LREE mit Fe, wie auch die Ce-Nd und Y/Nd-Zr/Y Daten schließen eine signifikante Rolle von Krustenkontamination in der Evolution der Gesteinschemie aus. Die REE Daten und die /Mg/-/Fe/ Verhältnisse lassen eher vermuten, dass das Ausgangsmagma der PV von einem nicht-pyrolitischen Material stammt, welches bezüglich Anreicherung an Zr, LREE und Fe/Mg Verhältnis heterogen gewesen ist. Mantelmetasomatose scheint der Hauptprozeß für diese Anreicherng des Ausgangsmaterials gewesen zu sein, die möglicherweise durch Zufuhr einer silikatischen Schmelzphase, reich an flüchtigen Bestandteilen, hervorgerufen wurde.[/ p]

     

Subduction-related Late Permian shoshonites of the Sydney Basin, Australia

Summary The Late Permian shoshonitic province of the southern Sydney Basin consists of lavas and intrusions confined to a 140 km long coastal belt, but geophysical and sedimentological data indicate that the province once had a length of at least 340 km. Both petrographic and geochemical data indicate shoshonitic affinities for these Late Permian rocks and, although the compositional range is from 48.4 to 60.6% SiO₂, all units except an andesite lava have <55% SiO₂. Subduction-related attributes of the province include enrichment in Al₂O₃ and LILE (Rb, K and LREE), depletion in HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti), low Nb/U, and Sr/Nd of 30–35. Initial (at 250 Ma)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ranges from 0.70294 to 0.70440 whereas _Nd values range from +5.11 to +2.14 and plot almost exclusively in the mantle array. Low MgO and mg-numbers (maximum 7.37% and 64.5, respectively) demonstrate that none of the shoshonites represent primary magmas in equilibrium with mantle peridotite. Isotopic data and elemental contents are not supportive of a model in which crustal contamination is the dominant process in magma petrogenesis, but do not exclude contamination with Sr-rich material having a low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and high _Nd values.A temporal correlation between igneous rocks from the southern Sydney Basin, Dampier Ridge, New England and Tasmania indicates a widespread magmatic event which was, at least in part, shoshonitic in character and which developed in response to subduction along the east coast of Gondwanaland. The geochemical similarity between the Dampier Ridge and Sydney Basin samples does not support a model for spatial compositional variation across a subduction-related magmatic belt but, coupled with the variations in isotopic ratios, implies heterogeneity in the source.

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Spät-permische Schoschonite des Sidney Beckens in Australien

Zusammenfassung Die spät-permische Schoschonit Provinz des südlichen Sidney Beckens besteht aus Laven und Intrusionen, die in einem 140 km langen Gürtel längs der Küste auftreten. Geophysikalische und sedimentologische Daten weisen darauf hin, daß diese Provinz ursprünglich eine Länge von mindestens 340 km hatte. Sowohl petrographische wie geochemische Daten weisen auf schoschonitische Affinität dieser spät-permischen Gesteine hin. Obwohl die SiO₂ Gehalte von 48.4 bis 60.6% schwanken, haben alle Einheiten mit Ausnahme einer andesitischen Lava < 55%. Auf Subduktion weisen u.a. Anreicherungen an Al₂O₃ und LILE (Rb, K and LREE), die Verarmung an HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti) niedrige Nb/U und Sr/Nd von ungefähr 30–35 hin. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initiale, berechnet für 250 Ma, liegen zwischen 0.70294 und 0.70440 und die _Nd-Werte zwischen +5,11 und +2,14 und fallen fast ausschließlich in den Mantel-Bereich. Niedrige MgO und mg-Zahlen (Maximal 7,37% bzw. 64,5) zeigen, daß die Schoschonite nicht primäre Magmen, die mit Mantelperidotiten im Gleichgewicht sind, darstellen. Isotopendaten und Elementgehalte weisen nicht auf ein Modell hin, bei dem Krusten-Kontamination bei der Magmen-Genese eine wichtige Rolle spielte, aber eine Nichtkontamination mit Material, das niedrige⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Werte und hohe _Nd Werte hat, ist nicht auszuschließen. Eine zeitliche Beziehung zwischen den magmatischen Gesteinen des südlichen Sydney-Beckens, dem Dampier Ridge, Neuengland und Tasmanien weist auf ein weit verbreitetetes magmatisches Ereignis hin, das zumindest teilweise schoschonitischen Charakter hatte und das auf Subduktion längs der Ostküste von Gondwanaland zurückführbar ist. Die geochemische Ähnlichkeit von Proben des Dampier Ridge und des Sydney Beckens weist nicht auf räumliche Variationen in der Zusammensetzung über einen subduktionsbezogenen magmatischen Gürtel hin, sondern läßt eher, zusammen mit den Variationen der Isotopendaten, heterogene Quellen für diese Gesteine vermuten.

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With 10 Figures     

Die Metarodingite der Habachformation,Hohe Tauern (Österreich)

Zusammenfassung Zwei Metarodingitvorkommen aus der Habachformation im nördlichen Vendigermassiv wurden geochemisch und petrologisch untersucht. Die Metarodingite bestehen aus Granat, Klinopyroxen und wechselnden Mengen von Titanit, Ilmenit, Epidot, Chlorit und Calcit und sind von den sie umgebenden Antigoritserpentiniten durch Blackwallbidung getrennt. Sowohl Granat als auch Klinopyroxen sind in zwei Generationen vertreten. Die ältere Generation (Grant, um 95% Grandit-Anteil mit 50–70% Andraditkomponente; Klinopyroxen, Diopsid mit 0,2–0,6% Al₂O₃) entspricht mitT=420°C beiP=2 kb dem niedriggradigen herzynischen Metamorphoseereignis, die jüngere Generation (Granat, und 90% Grandit mit 5% Andraditkomponente; Klinopyroxen, Diopsid mit bis zu 2,5% Al₂O₃), für dieT=480–500°C beiP=5 kb ermittelt werden konnten, entspricht der alpidischen Metamorphose. Mit CaO-Gehalten von bis zu 30 Gew.% und Na₂O- und K₂O-Gehalten von < 0,03 Gew.% sind die Hauptelementchernismen typisch für Rodingite, lassen aber naturgemäß keine Aussage über die Ausgangsgesteine zu. Spurenelement analysen zeigen, daß auch immobile Elemente wie Ti, Zr und Y keine sichere Abletung der Ausgangsgesteine gestatten. Dasselbe gilt für die Verteilung der REE sowie für die Cr-, Co- und Ni-Gehalte, die nur die allgemeine Aussage, daß es sich bei den Ausgangsgesteinen um Gesteine basaltischer Zusammensetzung handelt, zulassen. Stark schwankende, zum Teil sehr hohe W-Gehalte in den Metarodingiten und Blackwalls werden auf Mobilisierungen aus den, die Serpentinite umgebenden Gesteinsserien. zurückgeführt.

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The metarodingites of the Habach Formation, Hohe Tauern, Austria

Summary Geochemical and petrological investigations have been carried out on two occurrences of metarodingites from the Habach Formations within the Venediger massif, Hohe Tauern Austria. The metarodingites consitst of garnet, clinopyroxene and varying amounts of sphene, ilmenite, epidote, chlorite, and calcite. They are surrounded by antigorite-serpentinites from which they are separated by blackwall zones. Garnet and clinopyroxene are present in two generations. The older one (garnet with about 95% grandite content and 50–70% andradite; diopside with 0,2–0,6% Al₂O₃) represents the low grade Hereynian metamorphic event with an equilibration temperature of 420°C atP=2 kb. The younger generation (garnet with about 90% grandite and 5% andradite; diopside with up to 2.5% Al₂O₃) is of Alpine age and could be fixed atT=480–500°C andP=5 kb. The main element contents are typical for rodingites and show CaO-concentrations up to 30% and K₂O- as well as Na₂O-concentrations of less than 0.03%. Trace element analyses indicate that even immobile elements like Ti, Zr and Y do not allow a clear reconstruction of the original rocks from which the rodingites are derived. The same holds true for the distribution of REE-patterns and the contents of Cr, Co, and Ni. However, a primary basattic composition of the original rocks can be deducted. Additionally, there are varying, in part very high W-contents (up to 2.7% WO₃) in the metarodingites and the blackwall zones which are certainly derived by mobilisation from the surrounding rocks.

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Mit 6 Abbildungen