Gold and platinum group elements in cobaltarsenide ores: Hydrothermal concentration from a serpentinite source-rock (Bou Azzer,Morocco)

Summary The cobalt-arsenide ores of Bou Azzer are located along the borders of serpentinite massifs (Upper Proterozoic ophiolite complex) in carbonate-quartz lenses resulting from hydrothermal carbonate alteration of serpentinite. The cobalt ores contain an average gold content of 5–20 ppm; gold is mainly located in skutterudite (120 ppm av.), whereas the Fe-arsenide (loellingite) contains < 1 ppm Au. Similarly the highest PGE contents are found in skutterudite (up to 2 ppm total PGE). All the arsenide ores of Bou Azzer exhibit the same chondrite normalized PGE pattern displaying positive Rh and negative Pt anomalies, and a slight positive slope (Pd/Ir = 1 to 2). This uncommon PGE pattern closely resembles to that of sulphides of komatiites.In serpentinite, the PGE patterns are typical of slightly depleted mantle rocks, and the associated podiform chromitites are within the range of ophiolitic chromitites, except for Pd and Au enrichment.Horizons of sulphide-bearing serpentinites show relatively high contents of noble metals and display PGE patterns which closely resemble those of the Co-arsenide ores, although an order of magnitude lower. These sulphides probably correspond to the remobilization during serpentinization of primary magmatic sulphides. The sulphiderich horizons are a possible source-rock for the noble metals of the Bou Azzer cobaltarsenide ores.

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Gold und Platingruppen-Elemente in Kobalt-Arsenid Erzen: Hydrothermale Anreicherung aus einem Serpentinit (Bou Azzer, Marokko)

Zusammenfassung Die Kobalt-Arsenid Erze von Bou Azzer kommen entlang den Grenzen eines Serpentinit-Massifs (Oberproterozoischer Ophiolit-Komplex) in Karbonat-Quarz-Linsen vor, die auf hydrothermale Umwandlung des Serpentinits zurückgehen.Die Kobalt-Erze enthalten 5–20 ppm Gold; dieses kommt hauptsächlich in Skutterudit (120 ppm) vor, während die Fe-Arsenide (Loellingit) weniger als 1 ppm Gold enthalten. Die höchsten PGE Gehalte kommen ebenso in Skutterudit vor (bis zu 2 ppm PGE). Alle Arsenid-Erze zeigen das gleiche Verteilungsbild mit positiven Rh und negativen Pt Anomalien, und eine leicht positive Neigung (Pd/Ir = 1 bis 2). Diese ungewöhnlichen PGE Verteilungsbilder erinnern an die von Sulfiden aus Komatiiten.Die PGE Verteilung in Serpentiniten ist typisch für leicht verarmte Mantelgesteine, und die assoziierten podiformen Chromitite liegen innerhalb des Bereiches für ophiolitische Chromitite, mit Ausnahme der Anreicherung in Pd und Au.Lagen von Sulfid-führenden Serpentiniten zeigen relativ hohe Gehalte an Edelmetallen, und PGE-Verteilungsmuster die denen von Co-Arseniderzen sehr ähnlich sind, obwohl sie um eine Größenordnung niedriger liegen. Diese Sulfide dürften Produkte der Remobilisierung primärer magmatischer Sulfide während der Serpentinisierung sein. Die Sulfid-reichen Lagen sind als ein mögliches Ursprungsgestein für die Edelmetalle der Kobalt-Arsenid-Erze von Bou Azzer zu sehen.

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With 8 Figures     

Platinum-Group Minerals from the Durance River Alluvium,France

Summary Platinum-group minerals were discovered, during gold recovery, in the Durance river alluvium, near Peyrolles (Bouches-du-Rhône). The PGM grains (average size 130 microns) are strongly flattened (average thickness 64 microns). The PGM concentrate consists primarily of (Pt, Fe) alloys (92%), (Os, Ir, Ru) alloys (3.5%), and native gold and (Au, Cu, Ag) alloys (4.5%). The following minerals were observed: isoferroplatinum, ferroan platinum, native osmium, native iridium, iridosmine, rutheniridosmine, osmiridium, ruthenian osmium, osmian ruthenium, cuprorhodsite, guanglinite, shandite, tetrauricupride, native gold, bornite, heazlewoodite, (Pt, Pd)₂Cu₃, Pt(Cu, Au), (Ni, Pt)Sn, (Cu, Fe)_1–x (Pd, Rh, Pt)_2+xS₂, (Pt, Pd)_4–xCu₂As_1–x. Isoferroplatinum contains numerous inclusions of alloys, sulphides, arsenides, Pd-tellurides, and partly devitrified silicate glass droplets. Most of the non-silicate inclusions also exhibit a drop-like shape indicating their original entrapment in a liquid state.Cuprorhodsite crystals (up to 20 microns) are associated with bornite included in Pt₃Fe. Rarely, Pd- and Cu-sulphides, and Pd-tellurides appear in this association. Complex droplet-like arsenide inclusions in isoferroplatinum are composed of Pt bearing guanglinite and (Pt,Pd)_4+xCu₂As_1–x. Native iridium shows exsolutions of Ir-bearing isoferroplatinum and (Pt,Pd)₂Cu₃. In places, concentrations of Sn (up to 3 wt.%) were observed in (Au, Cu) alloys. Shandite and (Ni, Pt)Sn inclusions occur in (Au, Cu, Ag) alloys. Silicate-glass inclusions are TiO₂-poor and occasionally K-rich (plotting in the shoshonitic field). Taking into account mineralogical and chemical pecularities of the PGM association occurring in the studied concentrate, it seems highly probable that its primary source should be an Alaskan-type intrusion.

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Platingruppen Minerale aus dem Alluvium der Durance, Frankreich

Zusammenfassung Minerale der Platingruppe wurden im Zuge von Goldgewinnung im Alluvium der Durance in der Nähe von Peyrolles (Bouches-du-Rhône) entdeckt. Die PGM Körner (durchschnittliche Korngröße 130m) sind flach gepreßt (durchschnittliche Dicke 64m). Die PGM Konzentrate bestehen vorwiegend aus (Pt, Fe) Legierungen (92%); (Os, Ir, Ru) Legierungen (3,5%), sowie gediegen Gold und (Au, Cu, Ag) Legierungen (4,5%). Folgende Minerale wurden beobachtet:Isoferro-Platin, Fe-Platin, gediegen Osmium, gediegen Iridium, Iridosmium, Rutheniridosmium, Osmiridium, Ru-Osmium, Os-Ruthenium, Cuprorhodsit, Guanglinit, Shandit, Tetrauricuprit, gediegen Gold, Bornit, HeazIewoodit, (Pt, Pd)₂ Cu₃, Pt(Cu, Au), (Ni, Pt)Sn, (Cu, Fe), (Pd, Rh, Pt)_2+xS₂, (Pt, Pd)_4+xCu₂As_1–x.Isoferro-Platin enthält zahlreiche Einschlüsse von Legierungen, Sulfiden, Arseniden, Pd-Telluriden und teilweise devitrifzierte Silikatglaströpfchen. Die meisten nichtsili katischen Einschlüsse sind ebenfalls tröpfchenförmig. Dies weist darauf hin, daß sie in flüssigem Zustand eingeschlossen wurden.Cuprorhodsitkristalle (bis zu 20m) sind gemeinsam mit Bornit in Pt₃ Fe einge schlossen. Selten sind Pd- und Cu-Sulfide, sowie Pd-Telluride mit diesen vergesellschaftet. Bei den komplexen tröpfehenförmigen Arsenideinschlüssen im Isoferro-Platin handelt es sich um Pt-führenden Guanglinit und (Pt, Pd)_4+xCu₂ As_1–x. Gediegen Iridium zeigt Entmischung von Ir-führendem Isoferro-Platin und (Pt, Pd)₂Cu₃. Stellenweise wurden Konzentrationen von Sn (bis zu 3%) in den (Au, Cu) Legierungen beobachtet. Shandit und (Ni, Pt) Sn Einschlüsse kommen in (Au, Cu, Ag) Legierungen vor. Silikatische Glaseinschlüsse sind TiO₂-arm und manchmal K-reich (im Shoshonitfeld liegend).Auf Grund der mineralogischen und chemischen Eigenheiten der untersuchten PGM Konzentrate ist eine Intrusion des Alaska-Typs als primäre Quelle sehr wahrscheinlich.

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With 4 Figures and 2 Plates     

Platinum-group elements in porphyry copper deposits: a reconnaissance study

Summary Sulphide and flotation concentrates from 33 porphyry copper deposits have been investigated for platinum-group elements (PGE), Au, Cu and platinum-group minerals (PGM). The major sulphides in the samples studied are chalcopyrite and pyrite. Bornite is less frequent and molybdenite occurs in traces only. PGM (merenskyite, sperrylite and an unidentified Pd-Sb telluride) have been found as inclusions in chalcopyrite.Pd and Pt are present in concentrations above the analytical detection limit (> 8 ppb) in 70% respectively 30% of the deposits studied. The contents of Os, Ir, Ru and Rh are below detection limits in all samples. The analytical results show that 7 deposits (six of island arc and one of continental margin setting) reveal relatively high Pd contents (130–1900 ppb) which are associated with high Au contents (1–28 ppm). In five of them discrete PGM can be identified in accordance with elevated levels of Pd. Correlations of Au, Pd and Pt point towards a common origin.Even though the data base is relatively small, a trend is obvious, suggesting that Au-rich island arc porphyry copper deposits might host more Pd and Pt than the continental margin type ones. Other aspects of intrusive rocks, such as geological age, chemical composition and magma type do not seem to influence PGE contents.

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Platingruppen-Elemente in porphyrischen Kupfer Lagerstätten: eine Überblicksstudie

Zusammenfassung Es wurden Sulfid- und Flotationskonzentrate aus 33 Porphyry Kupfer Lagerstätten: auf Platingruppenelemente (PGE), Au, Cu and Platingruppenminerale (PGM) untersucht. Die Hauptsulfide im untersuchten Probenmaterial sind Chalkopyrit und Pyrit. Bornit ist weniger häufig and Molybdänit tritt nur in Spuren auf. An PGM wurden Merenskyit (in den Lagerstätten: Elacite, Majdanpek and Skouries), Sperrylith und ein nicht näher identifizierbares Pd-Sb- Tellurid (in der Lagerstätte Mamut) als Einschlüsse in Chalkopyrit festgestellt.Pd ist in 70% and Pt in 30% der untersuchten Lagerstätten: nachweisbar (> 8 ppb), während die Gehalte von Os, Ir, Ru and Rh in allen Proben unterhalb der Nachweisgrenze liegen. In 7 Lagerstätten: (davon sechs vom Inselbogen- und eine vom Kontinentalrandtyp) wurden relativ hohe Pd-Konzentrationen (130–1900 ppb) festgestellt, die auch durch hohe Au-Gehalte (1–28 ppm) gekennzeichnet sind. In 5 Lagerstätten: sind entsprechend den hohen Pd-Gehalten PGM nachweisbar.Geochemische Korrelationen zwischen Au, Pd and Pt weisen auf eine gemeinsame Herkunft dieser Metalle hin. Obwohl der Datenbestand noch relativ klein ist, ist ein Trend bereits sichtbar, daß Au-reiche Inselbogenporphyries Where Pd- und Pt- Gehalte erwarten lassen als der Kontinentalrand-Typ. Andere Aspekte wie geologisches Alter, Magmentyp and Chemismus der betreffenden Intrusivgesteine spielen bei der PGEFührung offensichtlich keine Rolle.

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With 8 Figures     

Experimental determination of the solubility of Au in silicate melts

Summary We report here new data on the solubility of Au in silicate melts of anorthite-diopside eutectic composition at a wide range of oxygen fugacities, from pure oxygen to 10^–8 atm, and at a temperature range of 1300 °C to 1480 °C. Because experiments were done with metal loops at temperatures above the Au-melting temperature, PdAu-metal-alloys had to be used. Pd-solubility data derived from the same set of experiments agree with earlier data obtained from experiments with pure Pd-metal (Borisov et al., 1994a). The results of the present experiments show that Pd-solubilities are by a factor of 2 to 6 higher than Au-solubilities. Both, Au and Pd solubilities decrease with decreasing oxygen fugacity. At oxygen fugacities below the iron-wiistite buffer (IW) Au solubility increases with decreasing fO₂ probably reflecting formation of Au-silicides at such reducing conditions. Compared to Pd, Au has higher activity coefficients in Fe-metal and lower solubility in silicate melts. This leads to similar metal-silicate partition coefficients for both elements. At a temperature of 1350 °C and an oxygen fugacity corresponding to IW-2 D^Au (met/sil) is about 2.5 · 10⁷ and D^Pd (met/sil) about 1.6 · 10⁷. Thus similar behavior is expected during metal separation in planetary bodies including core formation in the Earth. The metal/silicate partition coefficient of Ir is, however, by several orders of magnitudes higher (Borisov and Palme, 1995a). Equilibration with chondritic metal will therefore lead to grossly non-chondritic Pd/Ir or Au/Ir ratios in coexisting silicate phases. Chondritic ratios are thus indicative of the presence of unfractionated meteoritic components. Samples from the upper mantle of the Earth, for example, reflect the admixture of a late unfractionated (chondritic) veneer (e.g.,Kimura et al., 1974;Jagoutz et al., 1979).Solubilities of Pd and Au in silicate melts are much higher than the contents in terrestrial basalts implying that the abundances of these two elements are not buffered by residual PGE- and Au-containing alloys. The most likely process for fractionating PGEs in terrestrial magmas are mineral-melt (e.g., olivine/melt) equilibria.

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Experimentelle Bestimmung der Löslichkeit von Au in Silikatschmelzen

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird über die Ergebnisse der Bestimmung der Löslichkeit von Au in Silikatschmelzen mit der Zusammensetzung des Anorthit-Diopsid Eutektikums berichtet. Die Versuche wurden mittels Metallschlaufe über einen weiten Sauerstoffpartialdruckbereich, von reinem Sauerstoff bis zu 10^–8 atm und in einem Temperaturbereich von 1300 °C bis 1480 °C, durchgeführt. Da diese Temperaturen jedoch den Au-Schmelzpunkt überschreiten, wurde mit AuPd-Legierungen gearbeitet. Die Ergebnisse der dadurch zusätzlich erhaltenen Pd-Versuche stimmen mit früher bestimmten, mit reinen Pd-Schlaufen durchgeführten Pd-Löslichkkeiten überein (Borisov et al., 1994a). Die auf reine Metalle zurückgerechneten Löslichkeiten von Pd sind um einen Faktor 2 bis 6 mal höher als die entsprechenden Au-Löslichkeiten. Die Löslichkeiten beider Metalle nehmen mit abnehmendem Sauerstoffpartialdruck ab. Unter noch stärker reduzierenden Bedingungen (Eisen-Wüstit Gleichgewicht) nimmt die Löslichkeit von Au jedoch zu. Dies könnte auf die Bildung von Au-Siliziden zurückzuführen sein.Im Vergleich zu Pd sind die Aktivitätskoeffizienten von Au in metallischem Eisen höher, die Löslichkeiten in Silikatschmelzen jedoch niedriger. Das führt zu ähnlichen Metall/Silikat Verteilungskoeffizienten von Au und Pd. Bei einer Temperatur von 1350 °C und einer Sauerstoffugazität von IW-2 ergeben sich für D^Au (met/sil) 2.5 · 10⁷ und für D^Pd (met/sil) 1.6* 10⁷. Der Metall/Silikat-Verteilungskoeffizient von Ir ist jedoch unter den gleichen Bedingungen um mehrere Größenordnungen höher (Borisov andPalme, 1995a). Ein chondritisches Pd/Ir- oder Au/Ir-Verhältnis kann also auf die Anwesenheit einer unfraktionierten chondritischen Komponente zurückgeführt werden. Dies gilt beispielsweise für Proben aus dem oberen Erdmantel. Hier handelt es sich vermutlich um Zumischung einer späten chondritischen Akkretionskomponente, die sich nicht mehr mit einer metallischen Phase (Kern) ins Gleichgewicht gesetzt hat (z.B.Kimura et al., 1974,Jagoutz et al., 1979).Die Löslichkeiten von Pd und Au in Silikatschmelzen sind wesentlich höher als ihre Gehalte in basaltischen und komatiitischen Laven. Dies bedeutet, daß Au und Pd in Schmelzen aus dem Erdmantel nicht durch residuale Au- und/oder Pd-haltige Metall phasen bestimmt sind. Gleichgewichte zwischen Schmelze und Mineralen (z.B. Olivin) sind die wahrscheinlichsten Fraktionierungsmechanismen für Platingruppenelemente in terrestrischen Magmen.

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With 5 Figures     

Nickel und Kobalt in Gesteinen des Nördlinger Ries

Zusammenfassung Von Glasbomben aus dem Suevit und kristallinen Gesteinen verschiedener Auswurfbreccien des Rieskraters wurden die Nickel- und Kobaltgehalte bestimmt. Die Gläser enthalten 10,0–51,5 ppm Ni (Mittel von 70 Analysen: 30,1 ppmNi) und 4,8–15,8 ppm Co (Mittel von 50 Analysen: 12,1 ppm Co). Die höchsten Nickel- und Kobaltgehalte finden sich in den nicht rekristallisierten und chemisch unveränderten Bomben des Typ I. Die kristallinen Gesteine des Grundgebirges enthalten 2,5–140 ppm Ni (22 Analysen) und 2,2–29,8 ppm Co (22 Analysen).Die Kobaltgehalte der nicht rekristallisierten Gläser sind ziemlich einheitlich (10,7–15,8 ppm) und ebenso hoch wie diejenigen der kristallinen Gesteine ähnlicher Gehalte an MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ und SiO₂. Die Nickelgehalte der nicht rekristallisierten Gläser dagegen streuen inhomogen über einen größeren Bereich (30,0–51,5 ppm). Sie sind im Mittel höher als die der kristallinen Gesteine mit ähnlichen Gehalten an MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ und SiO₂. Der maximale Unterschied beträgt 25 ppm Ni.

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Ni and Co in rocks from the Nördlinger Ries

Ni and Co have been determined in glass bombs from the suevite and crystalline rocks from different breccia outcrops in the Ries crater. The glasses contain 10.0–51.5 ppm Ni (average of 70 analyses: 30.1 ppm Ni) and 4.8–15.8 ppm Co (average of 50 analyses: 12.1 ppm Co). Highest contents of Ni and Co are to be found in non-recrystallized and chemically unchanged bombs of type I. Crystalline rocks from the basement contain 2.5–140 ppm Ni (22 analyses) and 2.2–29.8 ppm Co (22 analyses).The Co-contents of non-recrystallized glasses are rather uniform (10.7–15.8 ppm) and as high as those of crystalline rocks of similar content of MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ and SiO₂. The Ni-contents of non-recrystallized glasses are inhomogeneously scattered over a larger range (30.0–51.5 ppm). On the average, they are higher than those of crystalline rocks with similar contents of MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ and SiO₂. The maximum difference is 25 ppm Ni.

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Herr Prof. W. von Engelhardt veranlaßte die Bearbeitung dieses interessanten Themas und nahm am Fortgang der Untersuchungen regen Anteil. Herr Dr. D. Stöffler stellte freundlicherweise Probenmaterial zur Verfügung und Herr Dr. H. Puchelt war mir bei analytischen Fragen behilflich. Ihnen allen danke ich für die Förderung dieser Arbeit.     

Noble metals segregation and fractionation in magmatic ores from Ronda and Beni Bousera Lherzolite Massifs (Spain,Morocco)

Summary Three types of mineralization are found in high-temperature lherzolite massifs of Southern Spain and Northern Morocco: (Cr) chromite, (Cr-Ni) chromite-nickel arsenide, (S-G) sulphide-graphite. The ore veins are distributed in this order from the plagioclase-lherzolite core to the garnet-lherzolite border of the massifs. These hightemperature ore assemblages (1200-600°C) have cumulate textures including orthopyroxene and/or cordierite as main silicate minerals.High average PGE concentrations are present in the Cr-Ni ores (2000 ppb) in relation to the Ni-arsenide abundance. The Cr ores have only 900 ppb PGE, and the S-G ores are PGE-poor (350 ppb). Gold roughly follows the PGE distribution: 13,000 ppb in Cr-Ni ores, 570 ppb in Cr ores, and only 88 ppb in S-G ores. The chondrite normalized PGE patterns of the Cr-Ni ores are chondritic, whereas those of the Cr and S-G ores have respectively negative and positive slopes. The Pd/Ir ratio strongly increases from the Cr ores (0.39) to the Cr-Ni and the S-G ores (2.7 and 3.4)). There are some (Os, Ru)S₂ inclusions in the chromite of the Cr ores. In the Cr-Ni ores, some minute Au, Au-Cu, and Au-Bi-Te grains are observed. No PGM have been found, except in a weathered Cr-Ni ore sample where abundant PGM (PtAs₂, IrAsS) are present., suggesting that PGE may be hidden as solid solution in the Ni-arsenide.The ore-forming magma probably has a mantle source-rock. The earliest chromites (Cr ores) contain Os-Ir-Ru mineral inclusions, whereas most of the gold and the remaining PGE with higher Pd/Ir ratio were partitioned into an immiscible As-S-liquid, which fractionated later into an earliest PGE-Au-rich NiAs-phase (Cr-Ni ores) and then a PGE-Au-poor MSS-phase (S-G ores).

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Abtrennung und Fraktionierung von Edelmetallen in magmatischen Erzen der LherzolitMassive von Ronda und Beni Bousera (Spanien, Marokko)

Zusammenfassung In den Hochtemperatur-Lherzolit Massiven von Süd-Spanien und Nord-Marokko kommen drei Typen von Vererzung vor: (Cr) Chromit, (Cr-Ni) Chromit-Nickelarsenid, (S-G) Sulfid-Graphit. Die Erzgänge sind in dieser Abfolge vom Plagioklas-Lherzolit Kern zum Granat-Lherzolit Rand der Massive angeordnet. Diese Hochtemperaturparagenesen (1200°-600° C) haben Kumulattexturen mit Orthopyroxen und/oder Cordierit als Hauptsilikatminerale.Hohe Durchschnittsgehalte an PGE kommen in den Cr-Ni Erzen (2000 ppb) vor, und diese stehen in Beziehung zur Häufigkeit der Nickel-Arsenide. Die Cr-Erze führen nur 900 ppb PGE und die S-G Erze sind PGE-arm (350 ppb). Gold folgt in ungefähr der PGE-Verteilung: 13000 ppb in Cr-Ni Erzen, 570 ppb in Cr Erzen, und nur 88 ppb in S-G Erzen. Die Chondrit-normalisierten PGE Verteilungen der Chrom-Nickel Erze sind chondritisch, während jene der Cr- und S-G Erze negative, bzw. positive Neigungen zeigen. Das Pd/Ir Verhältnis nimmt von den Cr-Erzen (0, 39) zu den Cr-Ni und den S-G Erzen (2,7 und 3,4) deutlich zu. Es gibt einige (Os, Ru)S₂ Einschlüsse in den Chromiten der Cr Erze. In den Cr-Ni Erzen, kommen winzige Einschlüsse von Au, Au-Cu und AuBi-Te Körnern vor. Keine PGM konnten nachgewiesen werden, mit Ausnahme eines verwitterten Cr-Ni Erzes wo reichlich PGM (PtAs₂,1rAsS) vorliegen. Dies weist darauf hin, daß PGE in fester Lösung in den Nickel-Arseniden gebunden sein könnten.Das erzbildende Magma dürfte dem Mantel entstammen. Die am frühesten gebildeten Chromite (Cr-Erze) enthalten Einschlüsse von Os-Ir-Ru Mineralen, während ein Großteil des Goldes und der verbleibenden PGE mit höheren Pd/Ir Verhältnissen in eine nicht mischbare As-S fluide Phase gingen; die letztere fraktionierte später in eine frühe PGE-Au-reiche NiAs-Phase (Cr-Ni Erze) und dann in eine PGE-Au-arme MSS-Phase (S-G Erze).

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With 6 Figures     

Platinum-, palladium- and gold-rich arsenide ores from the Kylmäkoski Ni-Cu deposit

Summary The Kylmäkoski deposit consists of a disseminated primary Ni-Cu mineralization hosted by a differentiated ultramafic body. It also shows sulfide veins (tens of meters long and up to 20 cm thick) that evolve laterally to massive Ni-arsenide ores. In these sulfide/arsenide veins, three different ore assemblages can be distinguished: 1) sulfide ores (S ores) composed of pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of cubanite, sphalerite and argentopentlandite which locally occurs intergrown with Ag-free pentlandite; 2) sulfide/arsenide ores (S/As ores) made up of the former S ores corroded and replaced by nickeline (locally with graphite), with gersdorffite filling discordant veins, abundant minute grains of sudburyite and accessory molybdenite, ullmanite, stibnite, galena and breithauptite; 3) arsenide ores (As ores) composed of nickeline, maucherite and disseminated, zoned cobaltite, with minor chalcopyrite, cubanite, sperrylite, sudburyite, electrum, galena, altaite and pilsenite. These veined ore assemblages were generated by the remobilization of primary, late magmatic arsenide-rich ores (well represented in the Vammala mine) by the intrusion of pegmatitic fluids derived from the partial melting of the metasedimentary country rocks.The early fractional crystallization of the monosulfide solid solution produced a residual As-rich melt that collected most noble metals (specially Pt, Pd and Au) leaving the primary Ni-Cu sulfide ores impoverished in these elements. In fact, late magmatic arsenide ores from Vammala contain up to 42.5 ppm Pd (in the form of extremely fine inclusions of sudburyite in nickeline and maucherite, and dissolved in trace amounts in the lattice of the latter Ni arsenides) and 9.6 ppm Au (concentrated in abundant minute inclusions of electrum in Ni arsenides). Later, during the remobilization of the primary arsenide ores of Kylmäkoski, Pd concentrated both in S/As and As ores in the form of sudburyite and in a rare PdBi compound. It also occurs in trace amounts in nickeline from S/As ores and in maucherite from As ores. Pt mainly concentrated in As ores as sperrylite and, in minor amounts in pilsenite and in cobaltite coronas around sperrylite. It occurs in trace amounts in the cores of zoned cobaltite. Gold is always present in the form of irregular grains of electrum in As ores.

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Pt- Pd- und Au-reiche Arseniderze von der Ni-Cu Lagerstätte Kilmäkoski (Vammala Nickel-Gürtel, SW Finnland)

Zusammenfassung Die Lagerstätte Kilmäkoski ist eine disseminierte primäre Ni-Cu-Vererzung, die in einem differenzierten ultramafischen Körper aufsitzt. Hier treten auch Sulfid-Gänge, die bis zu Zehnern von Metern lang und bis zu 20 cm mächtig sein können, auf; aus diesen entwickeln sich lateral massive Nickel-Arsenid Erze. Drei Erzparagenesen können in diesen Sulfid-Arsenid-Gängen unterschieden werden: 1. Sulfidische Erze mit Pyrrhotin, Pentlandit, Kupferkies und geringen Mengen von Cubanit, Zinkblende und Argentopentlandit der örtlich mit Ag-freiem Pentlandit verwachsen ist 2. Sulfid-Arsenid Erze, die aus korrodierten und durch Rotnickelkies verdrängten Sulfid-Erzen bestehen. Diese führen örtlich Graphit, Gersdorffit kommt als Füllung diskordanter Gänge vor. Außerdem gibt es verbreitet kleine Körner von Sudburyit und akzessorischem Molybdänit, Ullmanit, Antimonglanz, Bleiglanz und Breithaup tit. 3. Arsenid-Erze, die aus Rotnickelkies, Maucherit und disseminiertem, zonarem Kobaltit, mit Kupferkies, Cubanit, Sperrylit, Sudburyit, Elektrum, Bleiglanz, Altait und Pilsenit als Nebengemengteile bestehen. Diese gangförmigen Erzparagenesen entstanden durch die Remobilisation von primären, spätmagmatischen Arsenidreichen Erzen, die in der Vammala-Mine sehr gut aufgeschlossen sind, und auf die Intrusion pegmatitischer Fluide zurückgehen, die durch teilweises Aufschmelzen der metasedimentären Nebengesteine entstanden sind.Die frühe fraktionierte Kristallisation der Monosulfid Solid Solution führte zu einer residualen As-reichen Schmelze, die den Großteil der Edelmetalle (besonders Pt, Pd und Au) aufgenommen und die primären Ni-Cu Sulfiderze an diesen Elementen verarmt zurückgelassen hat. Spätmagmatische Arseniderze aus Vammala enthalten bis zu 42,5 ppm Pd (in Form von extrem feinkörnigen Einschlüssen von Sudburyit in Rotnickelkies und Maucherit, und als Spurengehalte im Gitter der späten Nickel-Arsenide), sowie 9,6 ppm Au, das hauptsächlich in den verbreiteten winzigen Einschlüssen von Electrum in Nickelarseniden vorkommt. Während der späteren Remobilisierung der primären Arseniderze von Kylmäkoski wurde Pd sowohl in S/As und As-Erzen in der Form von Sudburyit und in einer seltenen Pd-Bi Verbindung konzentriert. Es kommt auch als Spurenelement im Rotnickelkies aus S/As-Erzen und im Maucherit aus As-Erzen vor. Pt is vorwiegend in As-Erzen konzentriert, und zwar als Sperrylit, sowie in geringen Mengen in Pilsenit und in Colbaltit-Rändern um Sperrylit. Es kommt in Spurenelementen in den Kernen von zonaren Kobaltiten vor. Gold liegt stets in Form unregelmäßiger Elektrum-Körner in As-Erzen vor.

     

The mesothermal gold-lamprophyre association: significance for an accretionary geodynamic setting,supercontinent cycles,and metallogenic processes

Summary Archean shoshonitic lamprophyres are cotemporal and cospatial with gold mineralization in the Superior Province of Canada, both being emplaced along translithospheric structures that demark subprovince boundaries. By analogy with geochemically similar Phanerozoic counterparts, the dikes are a product of specific plate interactions rather than a deep asthenosphere plume-initiated event, and their onset in the late-Archean at 2.7 Ga signifies that Phanerozoic style plate-tectonics was operating at this time. Fresh shonshonitic dikes are characterized by normal background gold contents of 3.9 ± 8.1 ppb (l), close to the value of 3.0 ppb for the bulk continental crust, and average abundances of As, Sb, Bi, W, TI, B, Cu, Pb, Zn, and Mo are also close to their values in bulk continental crust. Thus, fresh lamprophyres are not intrinsically enriched either in Au or elements affiliated with gold in mesothermal deposits, and accordingly do not constitute a special source rock. Platinum group element contents (Ir = 0.4 ± 0.58 ppb; Pt = 5.9 ± 26.5, Pd = 5.5 ± 1.8), in conjunction with Cu, Au, and Ni abundances, define approximately flat patterns on primitive mantle-normalized diagrams, consistent with derivation of the alkaline magmas from a depleted mantle source variably enriched by incompatible elements. Comparable abundances and ratios of Pd/Au, Os/Ir, and Ru/Ir in Archean lamprophyres, Archean komatiites, and Gorgona komatiites signify that the Archean and Phanerozoic upper mantle had similar noble metal contents, such that the prolific greenstone belt Au-Ag vein deposits cannot be explained by secular variations in upper mantle Au abundance alone. The lack of covariation between Au and light rare earth elements in lamprophyres rules out mantle metasomatism as a process generating intrinsically Au-rich magmas.Emplacement of the lamprophyres was diachronous from north (2710 Ma) to south (2670 Ma) in the Superior Province, as was the gold mineralization. Both were related to late transpressional tectonics during successive accretions of individual subprovinces. Alkaline magmatism and gold mineralization are temporally and spatially related because they share a common geodynamic setting, but they are otherwise the products of distinct processes. Much of Archean time was devoid of shoshonites and mesothermal gold deposits. The first widespread inception of this duality at 2.71–2.65 Ga in the Superior and Slave Provinces, Canada, and in India and Australia, may reflect one of the first supercontinent aggregations involving accretionary, Cordilleran style tectonics. Giant mesothermal gold provinces and shoshonites recur through time in the Palaeozoic and Mesozoic in this geodynamic setting.

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Die mesothermale Gold-Lamprophyrassoziation und ihre Bedeutung für Akkretionsgeotektonik, Superkontinent-Zyklen und metallogenetische Prozesse

Zusammenfassung Archaische schoschonitische Lamprophyre sind zeitlich und räumich mit Goldmineralisationen in der Superior Provinz Kanadas vergesellschaftet; beide sind an translithosphärische Strukturen, die die Grenzen von Subprovinzen markieren, geknüpft. Ein Vergleich mit geochemisch ähnlichen phanerozoischen Abfolgen weist darauf hin, daß die Gänge eher durch spezifische Platteninteraktions- und nicht durch Hot Spot initiierte asthenosphärische Prozesse entstanden sind. Ihre spät-archaische Alterseinstufung (ca. 2.7 Ga) belegt somit, daß bereits zu dieser Zeit plattentektonische Prozesse, wie sie für das Phanerozoikum typisch sind, funktionierten.Frische schoschonitische Gänge zeigen mit Durchschnittskruste vergleichbare Untergrundgehalte an Gold von 3.9 ± 8.1 ppb (l), Auch die Gehalte an As, Sb, Bi, W, Tl, B, Cu, Pb, Zn und Mo entsprechen Gehalten der durchschnittlichen Erdkruste. Frische Lamprophyre sind daher nicht an Gold bzw. an anderen für mesothermale AuLagerstätten typischen Elementen angereichert und stellen somit keine spezifischen Muttergesteine dar. Die Gehalte an Platingruppen-Elementen (Ir = 0.4 ± 0.58 ppb; Pt = 5.9 ± 26.5; Pd 5.5 ± 1.8) in Verbindung mit der Verteilung von Cu, Au und Ni definieren einen flachen Trend in auf primitiven Mantel normierten Diagrammen, was mit einer Herkunft der alkalischem Magmen aus einer abgereicherten Mantelquelle, die im unterschiedlichen Ausmaß an einzelnen inkompatiblen Elementen angereichert ist, hinweist. Ähnliche Elementverteilungen bzw. verhältnisse von Pd/Au, Os/Ir und Ru/Ir in archaischen Lamprophyren, archaischen Komatiiten und Gorgona-Komatiiten belegen, daß der archaische und phanerozoische obere Mantel ähnliche Gehalte an Edelund Buntmetallen aufweisen. Die Au-Ag Ganglagerstätten in Greenstone Belts können daher nicht ausschließlich mit einer Variation der Au-Gehalte des oberen Erdmantels erklärt werden. Die fehlende Korrelation zwischen Au und den leichten Seltenen Erden in den Lamprophyren schließt mantelmetasomatische Prozesse für die Bildung von Au-reichen Magmen aus.Die Platznahme der Lamprophyre in der Superior Provinz erfolgte zeitgleich von N (2710 Ma) nach S (2670 Ma) mit der Bildung der Goldmineralisationen. Beide stehen mit einer späten transpressionalen Tektonik während der sukzessiven Akkretion einzelner Subprovinzen in Beziehung. Alkalimagmatismus und Goldmineralisationen sind deshalb räumlich und zeitlich vergesellschaftet, weil sie innerhalb desselben geodynamischen Settings gebildet wurden. Sie sind sonst aber Produkte unterschiedlicher Prozesse. Über weite Zeiträume des Archaikums fehlen Schoschonite und mesothermale Goldlagerstätten. Das erste großangelgte Auftreten beider in der Superior und Slave Provinz Kanadas während 2.71-2.65 Ga und in Indien und Australien könnte eine der ersten Superkontinentaggregationen im Stile einer Cordillera-style Akkretionstektonik widerspiegeln. Riesige mesothermale Goldprovinzen und Schoschonite treten während des Paläo- und Mesozoikums immer wieder, gebunden an diese geotektonische Position, in Erscheinung.

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With 7 Figures     

Composition and Association of Arsenian Goldfieldite from the Marian gold deposit,Northern Luzon,Philippines

Summary Arsenian goldfieldite from the Marian Gold Mine, Philippines, which is hosted by the Cordon Syenite Complex, forms a solid solution series with Zn-rich tennantite, in contrast to goldfieldite from Goldfield (Nevada), Kamchatka and Uzbekistan, which are Zn-poor and form solid solution series with tetrahedrite. Goldfieldite from Butte (Montana) and the Lower Caucasus is very similar to the Marian goldfieldite. In all deposits except those at Butte and in the Lesser Caucasus, goldfieldite is associated with native Au, altaite, and Au-Ag-tellurides. Both the Marian gold deposit and the vein systems at Butte are associated with porphyry copper mineralization.

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Zusammensetzung und Paragenese von arsenhaltigem Goldfieldit aus der Goldlagstätte Marian, Nord-Luzon, Philippinen

Zusammenfassung As-reicher Goldfieldit der Marian Gold Lagerstätte (Philippinen) bildet eine Mischkristall-Reihe mit Zn-reichem Tennantit und steht damit in Gegensatz zu Goldfieldit von Goldfield (Nevada), Kamtschatka und Uzbekistan, welche Zn-arm sind und Mischkristalle mit Tetrahedrit bilden. Goldfieldit von Butte (Montana) und aus dem Kleinen Kaukasus hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der der Marian Vererzung. Goldfieldit ist in allen Vorkommen, ausgenommen Butte und dem Kleinen Kaukasus, mit gediegen Au, Altait und Au-Ag-Telluriden vergesellschaftet. Sowohl die Marian Vererzung als auch die vererzten Gänge von Butte sind an porphyry copper Vererzungen gebunden.

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With 3 Figures     

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     

The shoshonite porphyry Cu-Au association in the Goonumbla District,N.S.W., Australia

Summary The Goonumbla porphyry copper-gold deposit in N.S.W., Australia, is hosted by late Ordovician (439.2 ± 1.2 Ma)shoshonitic igneous rocks. In terms of their petrography, the rocks vary from andesitic to dacitic lavas and tuffs which are partly intruded by monzonite stocks; they are characterized by high and variable Al₂O₃ (13.4–19.9 wt%), very high K₂O values (up to 6.8 wt%), and high K₂O/Na₂O ratios (0.58–1.48), which are typical for the shoshonite association. The rocks also have enriched LILE concentrations (Ba up to 1200 ppm, Sr up to 1350 ppm), low HFSE (TiO₂ < 0.67 wt%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm), and very low LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), which are typical for potassic volcanic rocks formed in alate oceanic-arc setting.Mineral chemistry of selected magmatic mica and apatite phenocrysts from host rocks reveals relatively high SrO and BaO contents (micas: 0.15 wt% and up to 0.28 wt%, respectively; apatites: up to 0.28 wt% and 0.19 wt%, respectively) and very high halogen concentrations. Micas are characterized by up to 3.9 wt% F and 0.14 wt% Cl, whereas apatites have up to 3.6 wt% F and 0.68 wt% Cl. These very high halogen contents compared to those from barren intrusions imply that the shoshonitic magmatism was the source of mineralization.Copper-gold mineralization consists mainly of bornite, chalcopyrite, chalcocite and minor pyrite and tetrahedrite. Native gold occurs mainly as minute grains within silicates of the host rocks, and more rarely as fine inclusions in the sulphides. Mineralization is accompanied by wallrock alteration comprising a spatially restricted potassic type and a regional propylitic alteration type.Thus, the porphyry copper-gold deposit in the Goonumbla district can be viewed as an additional example of a worldwide association between potassic/shoshonitic magmatism and base- and precious-metal mineralization. More specifically, it appears to be the oldest recorded example of a shoshontie-associated porphyry Cu-Au deposit from a late oceanic-arc setting, a possible modern analogue being Ladolam at Lihir Island, Papua New Guinea

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation im Goonumbla Distrikt, N.S.W., Australien

Zusammenfassung Die Porphyry Cu-Au Vererzung im Goonumbla Distrikt in New South Wales, Australien, sitzt in oberordovizischen (ca. 439.2 ± 1.2 Ma) Shoshoniten auf. Das petrographische Spektrum dieser Gesteine reicht von andesitischen bis dazitischen Laven und Tuffen, die lokal von Monzonit-Stöcken intrudiert werden; die Gesteine besitzen hohe, aber variable Al₂O₃ Gehalte (13.4–19.9 Gew%), sehr hohe K₂O Gehalte (bis zu 6.8 Gew%) und hohe K₂O/Na₂O Verhältnisse (0.58–1.48), die typisch sind für Shoshonite. Außerdem weisen sie hohe Konzentrationen an LILE Elementen (Ba bis 1200 ppm, Sr bis 1350 ppm) auf und geringe Konzentrationen an HFSE (TiO₂ < 0.67 Gew%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm) sowie an LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), die als typisch gelten für potassische Vulkanite von ozeanischen Plattengrenzen.Die Mineralchemie von repräsentativen Glimmer- und Apatit-Phänokristallen ist charakterisiert durch hohe SrO und BaO Gehalte (Glimmer: 0.15 Gew%, bzw. bis 0.28 Gew%; Apatite: bis 0.28 Gew%, bzw. 0.19 Gew%). Sie enthalten ferner sehr hohe Halogen-Konzentrationen. Die Glimmer enthalten beispielsweise bis zu 3.9 Gew% F und 0.14 Gew% Cl, während Apatite bis zu 3.6 Gew% F und 0.68 Gew% Ci aufweisen. Dies erscheint nicht ungewöhnlich, weil Glimmer und Apatite von vererzten Mag matiten zumeist deutlich höhere Halogengehalte besitzen, als solche von unvererzten Magmatiten. Die hohen Halogen-Gehalte in Phänokristallen aus den Shoshoniten legen nahe, die Vulkanite als den Ursprung der Vererzung zu interpretieren.Die Cu-Au Vererzung besteht überwiegend aus den Sulfiden Bornit, Kupferkies, Kupferglanz und vereinzelt auftretendem Pyrit und Tetrahedrit. Gediegen Gold wird in der Regel nur als kleine Partikel innerhalb von Silikaten der shoshonitischen Wirtsgesteine und seltener als feine Einschlüsse in Sulfiden gefunden.Die Vererzung wird von hydrothermaler Alteration der Wirtsgesteine begleitet und zwei Alterationsarten lassen sich unterscheiden: eine potassische sowie eine regional zu beobachtende propylitische Alteration.Die Porphyry Cu-Au Lagerstätte im Goonumbla Gebiet ist ein Beispiel für die weltweit beobachtete Assoziation von Bunt- und Edelmetallvererzungen und potassisch/shoshonitischem Magmatismus. Der Goonumbla Distrikt stellt die älteste bisher bekannte Porphyry Cu-Au Lagerstätte aus einerspätgenetischen ozeanischen Plattengrenze dar. Einmodernes Beispiel für eine Cu-Au Lagerstätte vergleichbaren Typs ist Ladolam auf Lihir Island, Papua New Guinea.

     

Fluorine-bearing hydrogarnets from Blengsvatn,Bamble Sector,south Norway

Summary Hydrograndites (grossular-andradite) with up to 1.60 weight percent fluorine occur in altered parts of andesine-garnet-biotite-cummingtonite-hornblende rocks, Blengsvatn, Bamble Sector, south Norway. The garnets occur intergrown with secondary prehnite, pumpellyite, epidote and chlorite along biotite cleavage planes and formed through retrogradation of nearby plagioclase, almandine-rich garnet and hornblende. The conditions of formation are estimated at about 300°C and 1–2 kbar. The observed F/OH distribution at 300°C and calculated relatively low fHF/fH₂O ratios of 10^–5.84 to 10^–7.32 indicates that fluorine is more strongly partitioned relative to OH in hydrogarnet than coexisting biotite and cummingtonite. The low fHF/fH₂O ratios suggest that fluorinebearing hydrogarnets could be very common.

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Fluorhaltige Hydrogranate von Blengsvatn, Bezirk Bamble, Südnorwegen

Zusammenfassung Fluorhaltige Hydrograndite (Grossular-Andradit) mit bis zu 1,60 Gew.% Fluor kommen in umgewandelten Teilen von Andesin-Granat-Biotit-Cummingtonit-HornblendeGesteinen von Blengsvatn, Bezirk Bamble, Südnorwegen, vor. Die Granate treten verwachsen mit sekundärem Prehnit, Pumpellyit, Epidot und Chlorit längs Biotitspaltflächen auf und bildeten sich durch retrograden Abbav von benachbartem Plagioklas, Almandin-reichem Granat und Hornblende. Die Bildungsbedingungen werden auf ungefähr 300°C und 1–2 kbar geschätzt. Die beobachtete F/OH-Verteilung und die relativ niedrigen berechneten fHF/fH₂OQuotienten von 10^–5.84 bis 10^–7.32 weisen darauf hin, daß Fluor relativ zu OH stärker in Hydrogranat als in koexistierendem Biotit und Cummingtonit angereichert ist. Die fHF/fH₂O-Verhältnisse lassen vermuten, daß fluorhaltige Hydrogranate sehr verbreitet sein könnten.

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With 5 Figures     

Metallogeny of the Rapakivi granites

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

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Metallogenese der Rapakivi-Granite

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

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With 3 Figures     

Micas of the muscovite-lepidolite series from the fregeneda pegmatites (Salamanca,Spain)

Summary In the Fregeneda area different types of pegmatites can be recognized by their mineralogy, morphology, internal structure and field relationships. The most common type corresponds to a simple pegmatite with homogeneous internal structure, but zoned Li-bearing pegmatites also are relatively widespread. Cassiterite-bearing pegmatites are subordinate. The pegmatites are spatially associated to the Lumbrales granite. This is a parautochthonous, fine- to medium-grained, two-mica granite, one of the syntectonic massifs which were deformed during the third phase of Hercynian deformation. Representative micas selected from the different groups of pegmatites were studied to determine wether the pegmatites can be related by a common fractionation path, and how different pegmatite types are related to the spatially associated Lumbrales granite. Compositional variations in the micas depend on the pegmatite type. Muscovite coexisting with Li-micas in the Li-bearing pegmatites is one of the richest in Al₂O₃ (35.4–37.7 wt%) and the poorest in FeO (0.2–1.5 wt%) and MgO (0–0.3 wt%), whereas muscovite of the simple discordant pegmatites shows the highest FeO (2.2–3.3 wt%) and that from the Lumbrales granite is the richest in MgO (0.5–0.7 wt%) and TiO₂ (0.6–1.1 wt%). On the other hand, Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm), F (880–21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) and other trace elements seem to increase with distance from the Lumbrales granite, and K/Rb decreases. According to this ratio, the exterior Li-bearing pegmatites are the more evolved, whereas the interior pegmatites are less evolved, and are richer in Cs, Li and Zn than other pegmatite types.

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Glimmerminerale der Muscovit-Lepidolith-Serie aus den Pegmatiten von Fregeneda, Salamanca, Spanien

Zusammenfassung Im Gebiet von Fregeneda sind auf Grund ihrer Mineralogie, Morphologie, Internstruktur und Geländebeziehungen verschiedene Pegmatittypen zu unterscheiden. Am häufigsten sind einfache homogen aufgebaute Pegmatite. Zonar gebaute Li-Pegmatite sind ebenfalls weit verbreitet, Zinnstein-führende Pegmatite treten hingegen zurück, Die Pegmatite sind räumlich mit dem Lumbrales Granit, einem paraautochtonen, fein- bis mittelkörnigen Zwei-Glimmergranit, assoziiert, Dieser gehört einem der syntektonischen Massive, die während der dritten Phase der hercynischen Deformation deformiert wurden, an. Repräsentative, aus den verschiedenen Pegmatittypen separierte Glimmerminerale wurden untersucht, um zu klären, inwieweit die Pegmatite über einen direkten Fraktionierungspfad zu verbinden sind und in welcher Beziehung sie zu dem Lumbrales Granit stehen. Die Variation der Zusammensetzung der Glimmer hängt vom Pegmatittyp ab. Muscovite, die mit Li-Glimmern koexistieren, sind die relativ Al₂O₃-reichsten (32–37.7 Gew.%) und Fe- (0.2–1.5 Gew.%.) und Mg-ärmsten (0–0.3 Gew.%). Jene aus dem Lumbrales Granit sind die reich an MgO (0.5–0.7) und TiO₂ (0.6–1.1 Gew.%). Die Gehalte von Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm). F (880-21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) und anderer Spurenelemente nehmen mit der Entfernung vom Lumbrales Granit zu, während K/Rb abnimmt. Auf Grund dieses Verhältnisses sind die externen Li-führenden Pegmatite höher, die internen Pegmatite hingegen geringfügiger entwickelt. Erstere sind daher auch reicher an Cs, Li und Zn.

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With 4 Figures     

Platinum-group minerals and tetraauricupride in ophiolitic rocks of Skyros island,Greece

Summary In the serpentinizedophiolitic rocks from Skyros island, two distinct assemblages of base metal sulphides (BMS) and platinum-group minerals (PGM) occur. The first (early) generation is associated with chromitites which are enriched in platinum-group elements (PGE). The highest values were recorded in samples from Achladones (Ru 1210, Ir 780, Os 630, Rh 228, Pt 208, Pd 22; all values in ppb). Mineral inclusions in chromite consist of Ni-Fe sulphides and Os-rich laurite, and crystallized at high sulphur fugacity (fS₂) during chromite formation. The second (late) generation is closely associated with Au-rich, PGE-poor magnetite ores which host a complex assemblage of inclusions consisting mainly of graphite, Cu-Fe- and pure Cu sulphides, sperrylite and tetraauricupride. Their accompanying hydrous silicates are Cl-bearing. It is assumed that this mineral assemblage was deposited by hydrothermal processes during serpentinization.

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Minerale der Platingruppe und Tetraauricuprid in Ophiolithen der Insel Skyros, Griechenland

Zusammenfassung In den serpentinisierten Ophiolithen der Insel Skyros wurden zwei unterschiedliche Bildungsgenerationen von Sulfiden (BMS) und Platinmineralen (PGM) festgestellt. Die erste (frühere) Generation ist an Chromitite gebunden, die hohe Gehalte an Elementen der Platingruppe (PGE) aufweisen. Die höchsten PGE-Kontzentrationen wurden in den Proben der Lokalität Achladones gefunden (Ru 1210, Ir 780, Os 630, Rh 228, Pt 208, Pd 22; alle Gehalte in ppb). Die Einschlüsse in Chromit bestehen aus Ni-Fe Sulfiden und Os-reichem Laurit. Diese Minerale kristallisierten bei hoher Schwefelfugazität (fS₂) während der Bildung der Chromite. Die zweite (spätere) Generation ist eng assoziiert mit Au-reichen und PGE-armen Magnetiten. Sie führen eine komplexe Einschluß-Paragenese bestehend aus Graphit, Cu-Fe- und reinen Cu Sulfiden sowie Sperrylith und Tetraauricuprid. Die begleitenden Hydrosilikate sind Cl-haltig. Die Bildung dieser Mineralparagenese wird durch hydrothermale Prozesse während der Serpentinisierung erklärt.

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With 8 Figures     

Determination of refractory gold distribution by microanalysis, diagnostic leaching and image analysis

Summary Samples of drill core, ore and concentrates from the Proterozoic Suurikuusikko Au deposit, Kittilä, Central Lapland were studied by optical microscopy, image analysis, Secondary Ion Mass Spectrometer (SIMS), trace gold analysis by electron microprobe, and diagnostic leaching techniques to characterize the mode of occurrence of the gold. The main ore minerals are pyrite, arsenopyrite and gersdorffite, and the minor ore minerals include chalcopyrite, sphalerite, tetrahedrite, galena, bournonite and rutile. Graphite is found in all samples as microcrystalline grains. Pyrite, arsenopyrite and occasionally gersdorffite occur as disseminated intimately intergrown grains and as large grain aggregates. Diagnostic leaching tests show that an average of only 4.1% of the gold is in cyanide leachable form i.e. free gold, whereas on average 57% of the gold is bound to pyrite and arsenopyrite as inclusions or as lattice gold. The weight percentage of arsenopyrite and pyrite in the concentrate determined with image analysis on backscattered electron images is 65.2 and 34.7, respectively. Trace Au analyses done with EPMA using the Australian CSIRO-TRACE program from the drill core samples and concentrates show that the average gold content in pyrite is 46 ppm (192 analyses) and in arsenopyrite 279 ppm (136 analyses). The CSIRO-TRACE microprobe analyses correspond favourably to SIMS analyses, e.g. 69 ppm for pyrite (16 analyses) and 217 ppm for arsenopyrite (22 analyses). The distribution of gold in concentrates was calculated as free gold 4.1%, gold in pyrite 22.7%, and gold in arsenopyrite 73.2%. Both arsenopyrite and pyrite show strong zoning when treated for 1–2 min with KMnO₄ dissolved in sulphuric acid, and trace Au microprobe analyses show that the zonal bands reflect different concentrations of gold in the minerals. Free gold was not found by optical microscopy, but a rare mineral search technique using TURBO-SCAN runs on the drill core samples and concentrates located 111 gold grains. The grains have a large compositional variation from silver-bearing gold to electrum and Au-Ag-amalgam.

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Bestimmung der refraktären Goldverteilung durch Mikroanalyse, diagnostisches Leaching und Bildanalyse

Zusammenfassung Proben von Bohrkernen, Erzen und Konzentraten aus der proterozoischen Goldlagerstätte Suurikuusikko, Kittilä, Zentrallappland, wurden mittels optischer Mikroskopie, Bildanalyse, Sakundär ionen messenspektrographie (SIMS), Gold-Spurenanalyse mit der Elektronen-Mikrosonde (EMS) und mit diagnostischen Lösungsverfahren untersucht, um die Art des Auftretens des Goldes zu charakterisieren. Die Haupterzminerale sind Pyrit, Arsenopyrit und Gersdorffit. Nebengemengteile sind Chalcopyrit, Zinkblende, Tetrahedrit, Bleiglanz, Bournonit sowie Rutil. Graphit kommt in allen Proben in Form mikrokristalliner Körner vor. Pyrit, Arsenkies und gelegentlich auch Gersdorffit treten als Imprägnation in engster Verwachsung und in Form größerer Kornaggregate auf. Diagnostische Lösungsversuche haben gezeigt, daß durchschnittlich nur 4.1% des Goldes von Cyanid gelöst wird, i.e. als Freigold vorliegt, während 57% des Goldes an Einschlüsse und in dem Gitter von Pyrit und Arsenkies gebunden ist. Mittels Bildanalyse an BSE- Bildern konnte der Anteil von Arsenkies in den Konzentraten mit 65.2, der Anteil von Pyrit mit 34.7 Gew.% ermittelt werden. Spurenanalyse auf Gold an Bohrkernproben und Konzentraten mit der EMS, unter Benützung des australischen CSIRO-TRACE Programmes, zeigen, daß der durchschnittliche Goldgehalt von Pyrit bei 46 ppm (192 Analysen), jener von Arsenkies bei 279 (136 Analysen) liegt. Die CSIRO-TRAGE Mikrosondenanalysen stimmen bevorzugt mit SIMS Analysen überein; z.B. Pyrit: 69 ppm (16 Analysen), Arsenkies: 217 ppm (22 Analysen). Die Berechnung der Goldverteilung in den Konzentraten ergibt 4.1% freies Gold, 22.7% Gold in Pyrit, und 73.2% Gold in Arsenkies. Sowohl Arsenkies als auch Pyrit zeigen starken Zonarbau, nachdem sie für 1–2 min mit in Schwefelsäure gelöstem KMnO₄ behandelt wurden. Die Mikrosondenanalysen auf Gold belegen, daß die einzelnen Wachstumszonen mit unterschiedlichen Goldkonzentrationen korrelieren. Freies Gold konnte nicht mittels normaler optischer Mikroskopie gefunden werden, aber mit dem Programm TURBO-SCAN für das automatische Suchen nach seltenen Mineralen an Bohrkernproben und Konzentraten konnte man 111 Goldkörner lokalisieren. Die Körner zeigen eine große Variation in ihrer Zusammensetzung, die von silberführendem Gold über Elektrum bis hin zu Au-Ag-Amalgamreicht.

     

Titanian chondrodite and clinohumite in marbles from the Ötztal crystalline basement

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

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Titanreiche Chondrodite und Klinohumite in Marmoren des Ötztalkristallins.

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

     

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     

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

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

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

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

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With 3 Figures     

Contrasts between platinum group element contents and biotite compositions of Duluth Complex troctolitic and anorthositic series rocks

Summary This paper presents new data on sulfide assemblages, platinum group elements (PGE's) and halogen contents of biotites in anorthositic series rocks from the Duluth Complex. The data are contrasted with similar data from troctolitic series rocks. Sulfides occur in only trace amounts in anorthositic series rocks as interstitial grains, inclusions in plagioclase, and veinlets cutting olivine. These textures and the sulfide assemblage (pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite) are similar to the sulfide mineralization in troctolitic series rocks. However, the sulfide assemblage is dominated by chalcopyrite in anorthositic rocks. The highest concentration of PGE's in anorthositic series rocks found to date is 163 ppb Pt, with the bulk of the data at limits of detection. PGE contents of troctolitic series rocks range from 100=200 ppb Pt + Pd to an anomalously high 14 ppm Pt + Pd over a one meter interval. The variation of F/Cl ratios with Fe-Mg compositions of Duluth Complex magmatic biotites may be interpreted to imply equilibration with a fluid phase of constant composition. We have no definitive interpretation of the significance of the distinctly different biotite compositions reported from the Stillwater and Bushveld Complexes.

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Unterschiede der PGE-Gehalte und der Biotitzusammensetzung troktolitischer und anor thositischer Gesteinsserien des Duluth-Komplexes

Zusammenfassung Diese Arbeit stellt neue Ergebnisse über die Sulfidparagenesen, die Platingruppenelemente (PGE) und die Gehalte an Halogeniden in Biotit aus den anorthositischen Gesteinsserien des Duluth Komplexes vor. Sie werden mit Daten aus den Troktoliten verglichen. Sulfide treten nur im Spuren in den anorthositischen Gesteinen in Form von interstitialen Körnern, von Einschlüssen im Plagioklas und von Olivin durchsetzenden Rissen auf. Diese Texturen und die Sulfidparagenese (Magnetkies, Pentlandit und Kupferkies) sind mit Sulfidmineralisationen in den troktolitischen Gesteinen zu vergleichen. Kupferkies ist allerdings das dominierende Sulfid in den anorthositischen Gesteinen. Die höchsten bis jetzt bekannten PGE-Konzentrationen von 163 ppb Pt sind ebenfalls an diese Gesteine geknüpft. Der Grossteil der Proben zeigt Gehalte im Bereich der Nachweisgrenze. Die PGE-Gehalte der troktolitischen Gesteine schwanken im Bereich von 100–200 ppb Pt und Pd mit über ein Intervall von einem Meter abnormal hohen Gehalten von 14 ppm Pt und Pd.Die Schwankungen der F/Cl Verhältnisse mit den Fe-Mg Gehalten magmatischer Biotite des Duluth-Komplexes können als Hinweise auf Gleichgewichtsbedingungen mit einer fluiden Phase konstanter Zusammensetzung interpretiert werden.Die Bedeutung dieser im Vergleich zum Stillwater- und Bushveldkomplex eindeutig verschiedenen Biotitzusammensetzungen ist noch unklar.

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With 11 Figures