Morphologische Betrachtungen an den Heidelberger synthetischen Quarzen

Zusammenfassung Die von Dr.Baumann, Heidelberg, synthetisierten Quarze zeichnen sich nicht nur durch eine außerordentliche Klarheit, sondern auch durch eine auffallende Morphologie aus. Es werden drei grundsätzlich verschiedene Typen beschrieben. Typ I ist pseudorhombisch; eine der a-Achsen verleiht ihm stark polare Gestalt. Als größte Fläche ist das re. trig. Prisma II. St. , entwickelt. Das Trapezoeder erscheint an zwei Stellen vizinal. Typ II ist nach einer der Winkelhalbierenden der a-Achsen gestreckt. In dieser Richtung betrachtet erscheint der Kristall tetragonal, da auf diese Weise die unter rechtem Winkel stehenden Flächen , (0001), und das Quadrat begrenzen. Dies sind zugleich die größtentwickelten Flächen. Typ III ist isometrisch; sämtliche Flächen (Prismen, beide Rhomboeder sowie das Basisendflächenpaar) sind etwa gleich stark entwickelt. In Richtung auf das pos. Rhomboeder betrachtet, erweckt dieser Typ den Eindruck eines kubischen Kristalles. Hier fehlen trig. Prisma und das Trapezoeder.

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Summary Quarz crystals, grown by Dr.Baumann, Heidelberg, are remarkable not only for their extraordinary transparency but also for a conspicuous morphology. Three completely different types are described. Type I is pseudo-orthorhombic; one of the a-axes causes a strongly polar appearance. Largest face is the right trig. prism II. position . The trapezohedron appears in two positions as vicinals. Type II is alongated parallel to one of the bisectrices of the a-axes. Viewed in this direction the crystal seems to be tetragonal, as the faces , (0001), and , which are at right angles to each other, form a square; these faces are at the same time the largest ones. Typ III is isometric; all the faces (prisms, both rhombohedrons, and the pinacoid) are of approximately the same size. Viewed in the direction upon the pos. rhombohedron this type appears to be cubic. The trig. prism and the trapezohedron are here missing.

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Mit 4 Figuren und 3 Textabbildungen

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Herrn Professor Dr.F. Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Zur Interpretation von Pyrrhotin-Gefügen

Zusammenfassung Die Gefüge von Pyrrhotinerzen von vier Lagerstätten wurden mit einem Röntgentexturgoniometer untersucht. Alle Proben zeigen eine Einregelung von (0001) ± parallel zur Ebene der Lagigkeit (s) der Erze. Die Gefügediagramme der (10 2)-, (11 0)- und (10 0)-Reflexe von drei Fundpunkten haben orthorhombische Symmetrie. Die gleichen Diagramme der vierten Lagerstätte sind hexagonal.Die orthorhombischen Gefüge werden durch eine Deformation mit einfacher Scherung erklärt. Mit Hilfe eines Rechenprogrammes wurden entsprechende synthetische Gefügediagramme erzeugt. Ihre Ähnlichkeit mit der Mehrzahl der natürlichen Texturen macht das angenommene Modell wahrscheinlich. Auch kann geschlossen werden, daß die Proben — ausgenommen diejenigen mit nicht hinreichend deutbarer hexagonaler Symmetrie — durch eine Scherverformung entstanden sind.Gelegentlich scheint es möglich, durch Gefügeuntersuchungen an Erzen Rückschlüsse auf die tektonische Geschichte der Lagerstätte bzw. auf deren Beanspruchung zu ziehen.

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The fabrics of pyrrhotite ores from four deposits are determined by means of an X-ray texture goniometer. All specimens show (0001) ± parallel to the plane of schistosity (s) of the ores. The pole figures of the (10 2)-, (11 0)-, and (10 0)-reflections from samples of three localities are of orthorhombic symmetry. The same pole figures from the fourth deposit show hexagonal symmetry.The fabrics of pyrrhotite with orthorhombic symmetry are explained assuming a model with a deformation by simple shear. Synthetic diagrams are plotted using a program which simulates the conditions of this model. The synthetic diagrams are in good agreement with most of the measured ones, and this argues for the validity of the suggested model on the one hand and on the other hand confirms that these pyrrhotite fabrics may have been formed by simple shear. The fabrics with hexagonal symmetry seem to be produced by a quite different mechanism.In some cases one may infer from the results of the fabric analysis of ores to the tectonical history and the mode of deformation of the ore deposit.

     

Colquiriit,ein neues Fluoridmineral aus der Zinnlagerstätte von Colquiri in Bolivien

Zusammenfassung Colquiriit tritt in Vergesellschaftung mit Ralstonit, Gearksutit, Zinkblende, Madocit und Pyrit im Bereich der Zinnlagerstätte von Colquiri in Bolivien auf. Das als selten zu betrachtende Mineral bildet maximal cm-große xenomorphe durchscheinende bis durch-sichtige Körner von weißlicher Farbe. Es zeigt keine Spaltbarkeit. Härte ca. 4; Dichte (gem.) 2,94, (ber.) 2,95 g/cm³;n 1,385±0.002,n 1,388±0,002, einachsig oder schwach zweiachsig, negativ. Colquiriit kristallisiert trigonal, Raumgruppe oderP31c,a ₀ 5,02,c ₀ 9,67 Å,Z=2. Stärkste Linien des Pulverdiagramms: 3,98(7) ; 3,23(10) ; 2,22(9) ; 1,736(8) . Eine chemische Analyse ergab: Li 3,1, Na 0,34, Mg 0,55, Ca 22,8, Al 13,4, F 58,0, Gewichtsverlust (105 °C) 0,5, Summe 98,69%, woraus sich die idealisierte Formel LiCaAlF₆ ableiten läßt. Beim Erhitzen wird das Gitter zwischen 800 und 900°C zerstört.

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Colquiriite, a new fluoride mineral from the Colquiri tin deposit in Bolivia

Summary Colquiriite occurs at the Colquiri tin deposit in Bolivia and is associated with ralstonite, gearksutite, sphalerite, madocite and pyrite. The mineral, which probably is a rare species, forms anhedral translucent to transparent white grains reaching up to 1 cm in size. No cleavage; hardness about 4; density (meas.) 2.94, density (calc.) 2.95 g/cm³;n 1.385±0.002,n 1.388±0.002, uniaxial or weakly biaxial, negative. Colquiriite is trigonal,a ₀ 5.02,c ₀ 9.67 Å, space group orP31c,Z=2. The strongest lines of the powder pattern are: 3.98(7) ; 3.23(10) ; 2.22(9) ; 1.736(8) . The chemical analysis gave: Li 3.1, Na 0.34, Mg 0.55, Ca 22.8, Al 13.4, F 58.0, weight loss (105 °C) 0.5, sum 98.69%, leading to the idealized formula LiCaAlF₆. Heating experiments show that the lattice breaks down between 800 and 900 °C. The new mineral and its name have been approved by the I.M.A. Commission on New Minerals and Mineral Names.

     

Koritnigit,Zn[H2O|HOAsO3], ein neues Mineral aus Tsumeb,Südwestafrika

Zusammenfassung Das neue Mineral Koritnigit ist ein wasserhaltiges Zinkhydrogenarsenat der Formel Zn[H₂O|HOAsO₃]. Die chemische Analyse (Elektronenmikrosonde und T.G.A.) ergab: As₂O₅ 51,75%, ZnO 35,97% und H₂O 12,3%, Summe 100,0%. Die HOAsO₃-Ionen wurden IR-spektroskopisch nachgewiesen. Koritnigit ist löslich in kalter, verdünnter HCl und HNO₃.Die Gitterkonstanten sind:a ₀=7,948(2),b ₀=15,829(5),c ₀=6,668(2) Å, =90,86(2), =96,56(2), =90,05(2)^o,V=833,2(4)ų,V=8. Die Raumgruppe ist . Die stärksten Linien des Pulverdiagramms sind: 7,90(10) (020,100), 3,83(7) ( ), 3,16(9) ( ) 2,926(4) (150), 2,679(4) ( ), 2,461(6) ( ), 2,186(5) ( ), 1,969(4) (400), 1,649(3) (004).Koritnigit ist wasserklar bis durchscheinend weiß. Idiomorphe Kristalle sind nicht bekannt. Die Spaltbarkeit nach {010} ist ausgezeichnet und auf {010} sind Spaltspuren nach [001] und nach [100] erkennbar. Härte 2.G=3,54 g·cm^–3,D _x =3,56 g·cm^–3. Koritnigit ist optisch zweiachsig positiv, 2V70(5)^o. Die Werte der Lichtbrechung sind:n =1,632(5),n =1,652(3) undn =1,693(3).Koritnigit wurde auf der 31. Sohle der Tsumeb-Mine, Südwestafrika gefunden. Er kommt als Sekundärmineral in Paragenese mit Cu-Adamin, Stranskiit und drei weiteren, vorerst nicht identifizierten mineralen in Zersetzungshohlräumen von Tennantit vor.

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Koritnigite, Zn[H₂O|HOAsO₃], a new mineral from Tsumeb, South West Africa

Summary The new mineral koritnigite is a hydrated zinc hydrogen arsenate with the formula Zn[H₂O|HOAsO₃]. Chemical analysis (electron microprobe and t.g.a.) gave: As₂O₅ 51.75%, ZnO 35.97%, and H₂O 12.3%, total 100.0%. The HOAsO₃ ions were determined by IR spectroscopy. Koritnigite is soluble in cold diluted HCl and HNO₃. The unit cell dimensions are:a ₀=7.948(2),b ₀=15.829(5),c ₀=6.668(2)Å, =90.86(2), =96.56(2), =90.05(2)^o,V=833.2(4) ų,Z=8. The space group is . The strongest lines of the powder pattern are: 7.90(10) (020, 100), 3.83(7) ( ), 3.16(9) ( ), 2.926(4) (150), 2.679(4) ( ), 2.461(6) ( ), 2.186(5) ( ), 1.969(4)(400), 1.649(3) (004).

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Mit 2 Abbildungen

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

Synthesis and stability of bastnaesites in a part of the system (Ce,La)-F-H-C-O

Summary Bastnaesites of Ce and La and their OH-analogs were synthesized and their stability relations were determined atPf = 1 kbar andT = 400 to 900°C in a part of the system (Ce,La)-F-H-C-0. The initial fluid compositions were such that and HF/(HF + H₂O) ratios were 0 to 0.172. XRD and IR studies indicate that bastnaesites equilibrated in initial fluids low in HF are all F-enriched. The hydroxylbastnaesite-(La) is stable up to 810°C and the fluorbastnaesite-(La) is stable up to 860°C. Their condensed breakdown products are La₂O₂CO₃ and LaOF, respectively. The stability of Ce bastnaesites is slightly dependent. The hydroxylbastnaesite-(Ce) is stable up to 660°C at the defined by the IQF buffer and up to 640°C by the MH buffer. The fluorbastnaesite-(Ce) is stable up to 800°C at the defined by the IQF and up to 760°C by the MH buffer. The condensed breakdown product for the hydroxyl end-member is simply CeO₂ but for the fluorine one is a combination of CeO₂, CeF₃, and CeOF. Factors, such as OH vs F, , and bulk composition, that affect the stability of individual species are discussed. Petrogenic implications resulting from the present study include that bastnaesites can be stable from hydrothermal to magmatic conditions, that F-enriched species can form in an environment relatively low in F content, and that OH-species are rare and occur only in low-temperature environments essentially devoid of F.

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Synthese und Stabilität von Bastndsil in einem Teil des Systems (Ce,La)-F-H-C-O

Zusammenfassung Ce- und La-Bastnäsite, sowie deren OH-Analoga wurden synthetisiert und ihre Stabilitätsbeziehunger beiP _f = 1 kbar undT = 400 bis 900°C wurden im System (Ce,La)F-H-C-O bestimmt. Die anfänglichen Flüssigkeitszusammensetzungen waren so, daß und die HF/(HF + H₂O)-Verhältnisse 0–0.172 waren. Röntgenpulver- und Ultrarot-Untersuchungen zeigten, daß Bastnäsite, die mit anfänglich HF-armen Flüssigkeiten equilibriert wurden, alle an F angereichert sind. Hydroxilbastndsit-(La) ist bis 810°C und Fluorbastnäsit-(La) bis 860°C stabil. Ihre festen Zersetzungsprodukte sind La₂O₂O₃, bzw. LaOF. Die Stabilität der Ce-Bastnäsite hängt etwas von ab. Hydroxilbastnäsit-(Ce) ist bei des Eisen-Quarz-Fayalit-Puffers bis 660°C stabil und mit Magnetit-Hämatit-Puffer bis 640°C. Das feste Zerfallsprodukt ist für das Hydroxil-Glied nur CeO₂, für das Fluor-Glied eine Mischung aus CeO₂, CeF₃ und CeOF. Faktoren, welche die Stabilität der einzelnen Spezies beeinflussen, werden diskutiert, wie das Verhältnis OH zu F, und die Gesamtzusammensetzung. Petrogenetische Folgerungen aus der vorliegenden Studie schließen ein, daß Bastnäsite von hydrothermalen bis zu magmatischen Bedingungen stabil sein können, daß sich an F angereicherte Glieder in relativ F-armer Umgebung bilden können, und daß OH-Glieder selten sind und nur unter Bildungsbedingungen niedriger Temperatur und weitgehender Abwesenheit von F auftreten.

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With 8 Figures     

Johillerit,Na(Mg,Zn)3 Cu(AsO4)3, ein neues Mineral aus Tsumeb,Namibia

Zusammenfassung Die chemische Analyse des neuen Minerals Johillerit mit der Elektronenmikrosonde ergab: Na₂O 5,4, MgO 18,3, ZnO 5,4, CuO 15,8 und As₂O₅ 55,8, Summe 100.7%. Aus diesem Ergebnis wurde die idealisierte Formel Na(Mg, Zn)₃ Cu(AsO₄)₃ abgeleitet. Johillerit ist monoklin mit der RaumgruppeC2/c. Die Gitterkonstanten sind:a=11,870 (3),b=12,755 (3),c=6,770 (2) , =113,42 (2)°,Z=4. Die stärksten Linien des Pulverdiagramms sind: 4,06 (5) (22 ), 3,50 (4) (310), 3,25 (8) (11 ), 2,75 (10) (330, 240), 2,64 (5) (311, 13 , 40 ), 1,952 (4) (13 , 35 ), 1,682 (4) (20 , 460), 1,660 (5) (40 , 71 , 550, 64 ), 1,522 (4) (442, 153, 13 ). Es bestehen enge strukturelle Beziehungen zwischen Johillerit und O'Danielit, Na(Zn, Mg)₃H₂(AsO₄)₃, sowie einigen synthetischen. Verbindungen.Johillerit ist violett durchscheinend. Die Spaltbarkeit nach {010} ist ausgezeichnet und nach {100} und {001} gut.H (Mohs)3.D=4,15 undD _X =4,21 g·cm^–3. Das Mineral ist optisch zweiachsig positiv, 2V80 (5)°. Die Werte der Lichtbrechung sindn =1,715 (4),n =1,743 (4) undn =1,783 (4). Die Auslöschung istn b und auf (010)n c16°. Johillerit ist stark pleochroitisch mit den AchsenfarbenX=violett-rot,Y = blauviolett undZ = grünblau. Das neue Mineral kommt in radialstrahligen Massen gemeinsam mit kupferhaltigem Adamin und Konichalcit in zersetzem Kupfererz von Tsumeb, Namibia, vor. Die Benennung erfolgte nach Prof. Dr.J.-E. Hiller (1911–1972).

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Johillerite, Na(Mg, Zn) ₃ Cu(AsO ₄ ) ₃ , a new mineral from Tsumeb, Namibia

Summary Electron microprobe analysis of the new mineral johillerite gave Na₂O 5.4, MgO 18.3, ZnO 5.4, CuO 15.8, and As₂O₅ 55.8, total 100.7%. From this result, the ideal formula is given as Na(Mg, Zn)₃ Cu(AsO₄)₃. Johillerite crystallizes monoclinic,C2/c. The unit cell dimensions are:a=11.870(3),b=12.755 (3),c=6.770 (2) , =113.42 (2)°,Z=4. The strongest lines on the X-ray powder diffraction pattern are: 4,06 (5) (22 ), 3,50 (4) (310), 3,25 (8) (11 ), 2,75 (10) (330, 240), 2,64 (5) (311, 13 , 40 ), 1,952 (4) (13 , 35 ), 1,682 (4) (20 , 460), 1,660 (5) (40 , 71 , 550, 64 ), 1,522 (4) (442, 153, 13 ). There is a close relationship between johillerite, o'danielite, Na(Zn, Mg)₃H₂(AsO₄)₃, and some synthetic compounds. Johillerite is violet in colour, transparent. Cleavage is {010} perfect, {100} and {001} good.H (Mohs)3.D=4.15 andD _X =4.21 g·cm^–3. The mineral is optically biaxial positive, 2V80 (5)°. The refractive indices are:n =1.715 (4),n =1.743 (4),n =1.783 (4). The extinction isn b and on (010)n c16°. Strongly pleochroic with axial coloursX=violet-red,Y=bluish violet andZ=greenish blue. The new mineral was found in radiated masses together with cuprian adamite and conichalcite in an oxidized copper ore from Tsumeb, Namibia. It is named in honour of Prof. Dr.J.-E. Hiller (1911–1972).

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Mit 1 Abbildung     

Über Mischungseffekte in heteropolaren Mischkristallen

Zusammenfassung Es läßt sich zeigen, daß es in kristallinen Mischphasen keine idealen, regulären und athermisehe Mischungen nur als Sonderfall geben kann. Ein halbregulärer Mischungstyp mit , und ist aber offenbar verbreitet. Die Mischungswärmen bzw. ihre coulombschen Anteile werden in verschiedenen Näherungen für zwei anisotrope Systeme aus Gitterkonstantenmessungen berechnet und diskutiert.     

Petrogenesis and geochemical composition of biotites in rare-element granitic pegmatites in the southwestern Grenville Province,Canada

Summary Field, mineralogical, and chemical determinations of biotite from late-tectonic rare-element (U, Th, Mo, Nb, REE) Grenville pegmatites are used to characterize and evaluate their petrogenesis in part of the southwestern Grenville Province. These pegmatites occur within middle to upper amphibolite facies rocks along and adjacent to shear zones and have hybridized margins because of interaction with their host rocks. Endo- and exomorphic biotite forms by the mechanical incorporation or hydrothermal replacement of pre-existing biotite, hornblende, Ca pyroxene and/or feldspar; accompanied by chemical re-equilibration, an increase in grain size, and inherit some of the chemical characteristics of the pegmatite. In general, the Fe/(Fe + Mg) ratio ranges between 0.22 and 0.86. The most highly fractionated biotites have high Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb, and Zn and low Ba. The chemical compositions of biotite from unzoned, partially-zoned, and zoned pegmatites indicate a trend of increasing chemical fractionation based on LIL enrichment.Overlap in calculated log (3.2 to 4.7) and log (1.3 to 2.8) for biotite (@ 600°C) among the different pegmatites is extensive. Commonly, magnetite and microcline coexist with biotites having an Fe/(Fe + Mg) between 0.54 to 0.65. Volatile enrichment and vapor-phase saturation are probably responsible for the development of zonation in the pegmatites. The diffusive loss of H₂ at or near H₂O vapor saturation at high H₂O/Fe²⁺ may be responsible for the oxidized nature of some pegmatites.Rare-element enrichment due to pegmatite fractionation combined with partitioning of rare-elements from the pegmatite melt into the volatile phase and subsequent interaction with the host rocks is key to the formation of these rare-element mineral deposits.

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Petrogenese und geochemische Zusammensetzung von Biotiten in seltenen Element-führenden granitischen Pegmatiten der südwestlichen Grenville Provinz, Kanada

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Geländearbeiten, sowie von mineralogischen und geochemischen Untersuchungen an Biotit aus spättektonischen seltenen Element-Pegmatiten (U, Th, Mo, Nb, REE) von Grenville-Alter bilden die Basis einer Diskussion ihrer Petrogenese in der südwestlichen Grenville Provinz. Diese Pegmatite kommen in Gesteinen der mittleren bis oberen Amphibolit-Fazies längs und in der Nähe von Shearzonen vor und haben hybridisierte Ränder, die auf Interaktion mit ihren Wirtsgesteinen zurückgehen. Endo- und exomorphe Biotite sind durch mechanische Einschließung oder durch hydrathermale Verdrängung von Biotiten, Hornblenden, Kalziumpyroxenen und/oder Feldspäten gebildet worden. Dies wird durch chemische Reequilibrierung, eine Zunahme der Korngröße und durch Übernahme einiger chemischer Charakteristika der Pegmatite begleitet. Im allgemeinen schwanken die Fe/(Fe + Mg) Verhältnisse von 0.22 bis 0.68, die am stärksten fraktionierten Biotite haben hohe Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb und Zn Gehalte und niedrige Ba Gehalte. Die chemische Zusammensetzung von Biotit aus nicht zonierten, teilweise zonierten und zonierten Pegmatiten zeigt einen Trend mit zunehmend chemischer Fraktionierung, die auf einer Anreicherung von LIL-Elementen basiert.Beträchtliche überschneidungen in den berechneten log (3.2 bis 4.7) und log (1.3 bis 2.8) für Biotit (600°C) von verschiedenen Pegmatiten sind zu erkennen. Im allgemeinen koexistiert Magnetit und Mikroklin mit Biotiten von Fe/ (Fe + Mg) Verhältnissen zwischen 0.54 und 0.65. Anreicherung von volatilen Phasen und eine Sättigung der Dampfphase sind wahrscheinlich für die Entwicklung der Zonierung der Pegmatite verantwortlich. Der Verlust von H₂ durch Diffusion im Bereich der H₂O Dampfsättigung bei hohen H₂O/Fe²⁺ Werten dürfte für die oxidierte Natur einiger Pegmatite verantwortlich sein.Wichtigster Faktor für die Bildung dieser Lagerstätten seltener Elemente ist die Anreicherung von seltenen Elementen durch Pegmatit-Fraktionierung, wobei diese von der Pegmatit-Schmelze in die volatile Phase gehen, und die anschließende Interaktion mit den Nebengesteinen.

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With 9 Figures     

The pleochroism of a gem-quality enstatite in the region of the OH stretching frequency,with a stereochemical interpretation

Summary The pleochroic behaviour of a gem-quality enstatite from Tanzania was investigated in the region =2500 to 4000 cm^–1. Two sharp absorption bands at =3410 cm^–1 and =3510 cm^–1 are interpreted to be caused by OH stretching vibrations. As their absorption coefficients are considerably larger parallel to [001] (=direction of the silicate chains) than perpendicular to this direction, the OH dipoles have to be oriented approximately parallel to [001]. On this basis, a stereochemical interpretation of the incorporation of the OH groups into the structure is given.

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Der Pleochroismus eines Enstatits von Edelsteinqualität im Gebiet der OH-Streckfrequenz und seine kristallchemische Interpretation

Zusammenfassung Das pleochroitische Verhalten eines Enstatits von Edelsteinqualität aus Tansania wurde im Bereich =2500 bis 4000 cm^–1 untersucht. Von zwei scharfen Banden bei =3410 cm^–1 und 3510 cm^–1 wird angenommen, daß sie durch OH-Streckschwingungen herrühren. Da ihre Absorptionskoeffizienten parallel zu [001] (=Richtung der Silikatketten) beträchtlich größer sind als senkrecht dazu, müssen die OH-Dipole ungefähr parallel zu [001] liegen. Auf dieser Basis wird der Einbau der OH-Gruppen in die Struktur diskutiert.

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With 3 Figures     

Zur Bestimmung einer definierten mittleren Lichtbrechung optisch einachsiger Minerale im Dünnschliff

Zusammenfassung Durch Gangunterschiedsbestimmungen in der auf dem Drehtisch eingemessenen Kreisschnittebene optisch einachsiger Kristalle läßt rich eine mittlere Lichtbrechung theoretisch ableiten and experimentell direkt bestimmen. Ein graphisches and ein rechnerisches Verfahren zur Gewinnung der aus den Ganguntersehieden wird entwickelt and an Quarz, Korund, Zirkon, Turmalin und Eisenorthoklas ausprobiert. Man erhält für die mittlere Lichtbrechung Werte, die günstigenfalls mit der Immersionsmethode an Genauigkeit vergleichbar sind.     

Estimation of covariance matrix from geochemical data with observations below detection limits

Multivariate statistical analyses have been extensively applied to geochemical measurements to analyze and aid interpretation of the data. Estimation of the covariance matrix of multivariate observations is the first task in multivariate analysis. However, geochemical data for the rare elements, especially Ag, Au, and platinum-group elements, usually contain observations the below detection limits. In particular, Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) for the rare elements produces multilevel and possibly extremely high detection limits depending on the sample weight. Traditionally, in applying multivariate analysis to such incomplete data, the observations below detection limits are first substituted, for example, each observation below the detection limit is replaced by a certain percentage of that limit, and then the standard statistical computer packages or techniques are used to obtain the analysis of the data. If a number of samples with observations below detection limits is small, or the detection limits are relatively near zero, the results may be reasonable and most geological interpretations or conclusions are probably valid. In this paper, a new method is proposed to estimate the covariance matrix from a dataset containing observations below multilevel detection limits by using the marginal maximum likelihood estimation (MMLE) method. For each pair of variables, sayY andZ whose observations containing below detection limits, the proposed method consists of three steps: (i) for each variable separately obtaining the marginal MLE for the means and the variances, , , , and forY andZ: (ii) defining new variables by and and lettingA=C+D andB=C–D, and obtaining MLE for variances, and forA andB; (iii) estimating the correlation coefficient _YZ by and the covariance _YZ by . The procedure is illustrated by using a precious metal geochemical data set from the Fox River Sill, Manitoba, Canada.     

A regional gradient in the composition of metamorphic fluids in pelitic schist,Pecos Baldy,New Mexico

Two metamorphic isograds cut across graphitic schist near Pecos Baldy, New Mexico. The southern isograd marks the first coexistence of staurolite with biotite, whereas the northern isograd marks the first coexistence of andalusite with biotite. The isograds do not record changes in temperature or pressure. Instead, they record a regional gradient in the composition of the metamorphic fluid phase. Ortega Quartzite, which contains primary hematite, lies immediately north of the graphitic schist. Mineral compositions within the schist change gradually toward the quartzite, reflecting gradients in and . The chemical potential gradients, locally as high as 72 cal/m in and 9 cal/m in , controlled the positions of the two mapped isograds. The staurolite-biotite isograd records where fell below 0.80, at near 10^–23 bars; the andalusite-biotite isograd records where fell below 0.25, at near 10^–22 bars. Dehydration and oxidation were coupled by graphite-fluid equilibrium.The chemical potential gradients apparently formed during metamorphism, as graphite in schist reacted with hematite in quartzite. Local oxidation of graphite formed CO₂ which triggered dehydration reactions along the schistquartzite contact. This process created a C-O-H fluid which infiltrated into overlying rocks. Upward infiltration, local fluid-rock equilibration and additional infiltration proceeded until the composition of the infiltrating fluid evolved to that in equilibrium with the infiltrated rock. This point occurs very close to the staurolite-biotite isograd. Pelitic rocks structurally above this isograd show no petrographic evidence of infiltration, even though calculations indicate that volumetric fluid/rock ratios may have exceeded 15 and thin, rare calc-silicate beds show extensive K-metasomatism and quartz veining.     

One hundred years of rapakivi granite

Summary Rapakivi granites, recently redefined as A-type granites showing rapakivi texture at least in the larger batholiths, occur on all continents and presumably represent the most voluminous continental silicic intraplate magmatism on Earth. Most of the rapakivi granites are Proterozoic (mainly 1.0 to 1.7 Ga) but also Archean (2.8 Ga) and Phanerozoic (0.05 to 0.4 Ga) are known. The magmatic association is bimodal comprising anorthosite to gabbro, diabase, minor Fe-enriched intermediate rocks, and monzonite, beside granite; mingling of silicic and mafic magmas is typical. Geochemically and otherwise, rapakivi granites show the characteristics of the Phanerozoic A-type granites, except that they encompass relatively few peralkaline rocks and that they may occur as very large (up to 40,000 km²) batholiths. Some of the rapakivi granite complexes host important Sn-polymetallic and Fe-Cu deposits.The rapakivi granites crystallized from relatively hot, restite-poor magmas at low (epizonal-subvolcanic) pressure, , and . Mineral assemblages are indicative of a multiphase crystallization history; the conspicuous mantling of the perthite ovoids with plagioclase can be explained by changes in magma composition and/or, P, T, and affecting the stabilities of feldspars. The isotopic composition of rapakivi granites is generally compatible with a lower crustal protolith. The latter could have been either a melt-depleted residue or otherwise relatively anhydrous igneous or metaigneous rock. Melting of the protolith commenced under vapor-absent conditions and was induced by heat from the contemporaneous mantle-derived mafic magmas. The widespread rapakivi granite magmatism in the Middle Proterozoic may have been related to the establishment of a major continental mass (supercontinent).

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Einhundert jahre rapakivi-granit

Zusammenfassung Rapakivi-Granite sind A-Typ Granite mit Rapakivi Texturen, die zumindest in den größeren Batholiten zu erkennen sind. Sie kommen auf alien Kontinenten vor and stellen wahrscheinlich das umfangreichste Beispiel kontinentalen sauren Intraplate-Magmatismus dar. Die meisten Rapakivi-Granite sind proterozoisch (1.0 bis 1.7 Ga), jedoch sind auch archaische (2.8 Ga) and phanerozoische (0.05 bis 0.4 Ga) Beispiele bekannt. Die magmatische Assoziation ist bimodal and umfaßt Anorthosit bis Gabbro, Diabas, in kleinerem Umfang Fe-angereicherte intermediäre Gesteine and Monzonit, zusätzlich zu Granit. Das gemeinsame Auftreten von Silizium-reichen and mafischen Magmen ist typisch. Die geochemischen Charakteristika der Rapakivi-Granite entsprechen phanerozoischen A-Typ Graniten mit der Ausnahme, daß sie relativ wenige peralkaline Gesteine umfassen and dab sie als sehr große (bis zu 40.000 km²) Batholithe vorkommen können. Einige Rapakivi-Granite führen wichtige Zinn-polymetallische and Fe-Cu Lagerstätten.Die Rapakivi Granite kristallisierten aus einem relativ heißen, Restit-armen Magma bei niedrigem (epizonalem bis subvulkanischem) Druck, and . Mineralassoziationen weisen auf eine vielphasige Kristallisationsgeschichte hin; die auffallenden Umwachsungen von Perthit-Ovoiden mit Plagioklas konnen durch Änderungen in der Magmenzusammensetzung and/oder von P, T and erklärt wurden, die die Stabilitäten der Feldspate beeinflussen. Die Isotopen-Zusammensetzung der Rapakivi Granite entspricht im allgemeinen einem tieferen Krusten-Protolith. Der letztere kann entweder ein an Schmelze verarmtes Residuum oder auch ein relativ wasserarmes, magmatisches oder metamagmatisches Gestein gewesen sein. Schmelzen des Protoliths begann in Abwesenheit von volatilen Phasen and wurde durch Wärmezufuhr von gleichaltrigen mafischen Magmen, die aus dem Mantel stammen, herbeigeführt. Der weit verbreitete Rapakivi Granit-Magmatismus im mittleren Proterozoikum dürfte mit der Bildung eines Superkontinentes in Beziehung zu setzen sein.

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With 11 figures     

Über die Lokalisierung von Wismut in Gesteinen mit Kernemulsionsplatten

Zusammenfassung Die Methode der Lokalisierung von Bi in Gesteinen mittels der -Strahlung von künstlichem Po, das durch die Reaktion Bi²⁰⁹ (n, ) RaE durch Bestrahlung mit thermischen Neutronen in einem Uranpile erzeugt wird, wurde an einem Gesteinsschliff experimentell geprüft. Die Empfindlichkeit dieser Methode für den Nachweis von Bi wird diskutiert und liegt in der Größenordnung der besten bisher bekannten analytischen Methoden. Sie ist in der Größenordnung von 10^–8 gr Bi/gr. Gestein.Mit 4 Textabbildungen.     

Machatschkiit,ein neues Arsenatmineral aus der Grube Anton im Heubachtal bei Schiltach (Schwarzwald,Bundesrepublik Deutschland)

Zusammenfassung Machatschkiit ist ein neues wasserhaltiges Calciumarsenat, das in der Grube Anton bei Schiltach im mittleren Schwarzwald (BRD) 1960 gefunden wurde. Es kommt zusammen mit Gips, Pharmakolith, Pikropharmakolith und Sainfeldit als Sekundärbildung krustenförmig auf Granit vor.Als charakteristische Form tritt das Rhomboeder auf. Keine Spaltbarkeit, Bruch muschelig, Härte 2–3,G=2,5 bis 2,6 g·cm^–3,D _x =2,50 g·cm^–3, farblos, durchsichtig bis durchscheinend. Optische Daten:n =1,585±0,002,n =1,593±0,002, einachsig oder schwach zweiachsig, negativ.Gitterkonstanten:a ₀=15,10,c ₀=22,59 Å,a ₀c ₀=11,4960,Z=12;a _rh =11,52 Å, =81°52,Z=4. Mögliche Raumgruppen:R32,R3m, . Stärkste Linien des Pulverdiagramms: 8,59 (10) (110), 5,34 (8) (210), 3,59 (8) . Eine chemische Analyse ergab nach Umrechnung folgende Zusammensetzung: CaO 29,5%, As₂O₅ 40,8%, SO₃ 0,5%, H₂O 29,2%, Summe 100,0%. Dies kommt der Formel Ca₃(AsO₄)₂ · 9 H₂O sehr nahe. In verdünnter HCl und HNO₃ ist der Machatschkiit leicht löslich.

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Machatschkiite, a new arsenate mineral from the Anton Mine in the Heubach valley near Schiltach (Black Forest, Federal Republic of Germany)

Summary Machatschkiite is a new hydrous calcium arsenate which was found 1960 in the Anton Mine near Schiltach in the central Black Forest. It is a secondary mineral which occurs in crusts on granite in association with gypsum, pharmacolite, picropharmacolite and sainfeldite.The characteristic form is the rhombohedron . No cleavage, fracture conchoidal, hardness 2–3,G=2.5–2.6 g·cm^–3,D _x =2.50 g·cm^–3, colourless, transparent to translucent. Optical data:n =1.585±0.002,n =1.593±0.002, uniaxial or weakly biaxial, negative.Unit-cell dimensions:a ₀=15.10,c ₀=22.59 Å,a ₀c ₀=11.4960,Z=12;a _rh =11.52 Å, =81°52,Z=4. Possible space groups:R32,R3m, . Strongest lines of the powder pattern: 8.59 (10) (110), 5.34 (8) (210), 3.59 (8) . A chemical analysis gave the following composition after recalculation: CaO 29.5%, As₂O₅ 40.8%, SO₃ 0.5%, H₂O 29.2%, total 100.0%. This agrees well with the formula Ca₃(AsO₄)₂ · 9 H₂O. Machatschkiite is easily soluble in diluted HCl and HNO₃.

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Mit 3 Abbildungen     

Die Kristallstruktur des Ferrinatrits,Na3Fe[SO4]3 · 3H2O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Ferrinatrits, Na₃Fe[SO₄]₃·3H₂O, Raumgruppe ,a _o=15,560 Å,c _o=8,666 Å,Z=6, wurde mittels der mit einem Zweikreis-Diffrak tometer gemessenen Röntgen-Intensitäten bestimmt und für 1591 symmetrieunabhängigeF _obs aufR=0,047 verfeinert. In Ferrinatrit sind FeO₆-Oktaeder und Sulfattetraeder über gemeinsame Ecken zu Ketten verknüpft. Diese Ketten verlaufen parallelz und sind untereinander über Natriumionen und Wassermoleküle verbunden. Die Mittelwerte der wichtigsten Bindun gslängen betrgen: Fe–O=1,997 Å, S–O=1,474 Å, Na–(4×O+2×Ow)=2,49 Å.

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The crystal structure of ferrinatrite, Na₃Fe[SO₄]₃ · 3H₂O

Summary The crystal structure of ferrinatrite, Na₃Fe[SO₄]₃·3H₂O, space group ,a ₀=15.560 Å,c ₀=8.666 Å,Z=6, was determined from X-ray intensities measured on a 2-circle diffractometer and was refined using 1591 independentF _obs toR=0.047. FeO₆ Octahedra and sulfate tetrahedra share common corners to from infinite chains which run parallel toz and are linked by sodium ions and water molecules. Important average bond lengths are: Fe–O=1.997 Å, S–O=1.474Å, Na-(4×0+2×Ow)=2.49 Å.

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Mit 2 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über ein geregeltes Magnesitgefüge

Zusammenfassung Auf Grund der Gleichheit des c-Achsen-Diagramms von Magnesit mit synoptischen Diagrammen von Calcit und Dolomit-B-Tektoniten kann auch für Magnesit ein gleicher Translationsmechanismus mit Einregelung von in h01-Flächen angenommen werden.

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Summary On the basis of the equality of the c-axis diagram of magnesite with synoptic diagrams of B-tectonites of calcite and dolomite and identical mechanism of translation with preferred orientation of in h01-planes can be assumed.

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Mit 1 Textabbildung und 3 Gefügediagrammen im Text

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Herrn Professor Dr.F. Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Zur Synthese und Stabilität der Albit-Modifikationen

Zusammenfassung Es wurden Albite mit verschiedenen Strukturzuständen hydrothermal bei 340–700°C und 1000 bar synthetisiert; die Versuchsdauer betrug bis zu 8 1/2 Monaten. Von einem synthetischen Tiefalbit und neun Albiten mit teilgeordneten Strukturzuständen wurden die Gitterkonstanten aus Röntgenpulverdaten verfeinert. Die b-c- und ^*—^*-Beziehungen dieser Albite und deren K-Austauschprodukte werden dargestellt. Gläser der Zusammensetzung NaAlSi₃O₈ mit Gehalten von 0,1 0,2, 0,4 Mol% Fe, 1,0 und 2,0 Gew.% Na₂Si₂O₅ wurden zur Kristallisation gebracht, um katalytische Einflüsse auf die Al/Si-Ordnungsgeschwindigkeit zu bestimmen. Eine beträchtlich erhöhte Al/Si-Ordnung wurde nur bei Zugabe von 2 Gew.% Na₂Si₂O₅ erhalten.Die hydrothermale Temperung von intermediären synthetischen Albiten bei 700°C bewirkte eine Verbreiterung der Linienabstände, also eine Änderung in Richtung zum Hochalbit. Bei 650°C und allen tieferen Temperaturen wurde jedoch nach genügend langer Temperdauer stets eine Änderung in Richtung zum Tiefalbit festgestellt auch an Albiten mit bereits weitgehend geordneter Al/Si-Verteilung. Hieraus wird geschlossen, daß der Stabilitätsbereich von strukturell geordnetem Tiefalbit bis etwa 680°C reicht und intermediäre Albite unterhalb dieser Temperatur nur metastabil auftreten. Die Kinetik der Umwandlung von Hochalbit in Tiefalbit und umgekehrt wird diskutiert. Eine Klarstellung der Definitionen von Albit-Modifikationen wird auf Grund der Experimente vorgenommen. Die oberhalb 680°C stabilen Na-Feldspäte mit -Werten größer als ca. 1,70° sollten Hochalbite genannt werden, nur aibite mit =2,00—2,03° können als Analbite bezeichnet werden, da diese bei hohen Temperaturen monoklin sind (Monalbite). Der Ausdruck intermediärer Albit sollte auf metastabile Phasen zwischen Hochalbit und dem strukturell geordneten Tiefalbit beschränkt bleiben.Das Vorkommen intermediärer Albite in der Natur und ihre Bedeutung insbesondere für die Genese von Spiliten werden abschließend diskutiert.

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On the synthesis and stability of albite polymorphs

Summary New results of the hydrothermal synthesis of albite at 340–700°C and 1 kb water pressure are presented. The cell constants of one synthetic low albite and of 9 intermediate to high albites were refined from X-ray powder diffraction data. The b-c and ^*—^*-Beziehungen relations for these albites and their K-exchanged structural equivalents are shown. NaAlSi₃O₈-glasses containing 0.1, 0.2, 0.4 mol% Fe, 1.0, and 2.0 wt.% Na₂Si₂O₅ have been crystallized hydrothermally to evaluate catalytic effects on the Al/Si ordering. A considerable increase of the ordering rate was attained only by the addition of 2 wt.% Na₂Si₂O₅.Hydrothermal treatment at 700°C causes an increase of the Al/Si disorder in synthetic intermediate albites, whereas at 650°C and lower temperatures a change always towards low albite was observed, even for albites with a predominantly ordered Al/Si distribution. It is concluded that low albite is the stable form of NaAlSi₃O₈ up to about 680°C. In this light the nomenclature of the albite polymorphs is reviewed. Na-feldspar with values of higher than ca. 1.70° which is stable at temperatures higher than 680°C should be called high albite, except Na-feldspar with =2,00—2,03° which should be called analbite because it changes to monalbite on heating. The term intermediate albite should be confined to metastable forms between high albite and ordered low albite.The occurrence of intermediate albite in natural rocks and its significance especially with regard to the spilite problem is discussed.

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Mit 3 Abbildungen     

The Machangqing copper-molybdenum deposits, Yunnan, China — an example of Himalayan porphyry-hosted Cu-Mo mineralization

Summary The Machangqing copper-molybdenum deposits occur in the Shanjian fold belt, Yunnan Province, China. Two types of ores are distinguished: (1) Cu-Mo quartz veinlets in magnetite-series granite porphyry; and (2) Cu-Mo skarns occurring at the contact between the Ordovician sedimentary sequence and the granite porphyry. With decreasing temperature and of hydrothermal fluids initially in equilibrium with K-feldspar, the following alteration patterns developed within the porphyry, from the center outwards: silicification, K-silicate, phyllic and argillic alteration. The paragenetic sequence of alteration minerals observed in the Cu-Mo skarns resulted from decreasing temperature and/or increasing of the hydrothermal fluids initially in equilibrium with grandite garnet. Fluid inclusions in quartz suggest boiling during the mineralization. The mineralization temperatures based on filling temperatures and salinities of quartz are in the following ranges: about 265° to 400 °C and 5.0 to 14.6 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo veinlets; and 200° to 500 °C and 10.2 to 42.0 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo skarns. As is evident from log fo₂-pH diagrams, ores of the early stage of mineralization in the Cu-Mo skarns, characterized by the assemblage magnetite + pyrite + rare pyrrhotite + K-feldspar + quartz, were deposited from highly alkaline and high temperature fluids. With decreasing temperature and fo₂, the pH of the ore fluids was shifted towards slightly alkaline to neutral, with the resultant formation of the main stage ores, characterized by the assemblage chalcopyrite + pyrite + molybdenite + sphalerite + K-feldspar +sericite (muscovite) + epidote + uartz. Very minor amounts of ore minerals, including matildite, bismuthinite and electrum, are associated with a late stage of ore formation.In the case of the Cu-Mo veinlets, it can be stated roughly that both fs₂ and fo₂ conditions were in the stability field of pyrite, with pH of the ore fluids buffered by the assemblage sericite + K-feldspar +quartz ± calcite. K-Ar age determinations were made on the granite porphyry, biotite phenocrysts and hydrothermal biotite in the Cu-Mo skarns, giving ages of 42.5 to 34.6 Ma, 52.3 Ma, and 39.2 to 26.4 Ma, respectively.It is concluded that the Cu-Mo mineralization at Machangqing shows a close spatial and temporal association with the Himalayan felsic magmatism of the magnetite-series type.

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Die Machangqing Kupfer-Molybdän-Lagerstätten, Yunnan, China — Ein Beispiel für prophyrische Cu-Mo Vererzung im Himalaya

Zusammenfassung Die Kupfer-Molybdän-Lagerstätten von Machangqing treten im Shanjian Faltengürtel in der Provinz Yunnan, China, auf. Zwei Erztypen sind unterscheidbar: (1) Cu-Mo Quarzgängchen in einem porphyrischen Granit der Magnetit-Serie; (2) Cu-Mo-Skarne am Kontakt zwischen der ordovizischen Sedimentabfolge und dem porphyrischen Granit. Mit Abnahme der Temperatur und des Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Alkalifeldspat im Gleichgewicht waren, entwickelten sich in diesem Porphyrstock vom Zentrum randwärts folgende Alterationszonen: Silizifizierung, K-silikatische, phyllische und argillische Alteration. Die paragenetische Abfolge der Alterationsminerale, die in den Cu-Mo Skamen zu beobachten sind, sind das Resultat abnehmender Temperatur und/oder einer Zunahme des -Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Grandit-Granat im Gleichgewicht waren. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz weisen auf Siedeprozesse während der Mineralisation hin. Die aus den Einschlußtemperaturen und Salinitäten in Quarz bestimmten Mineralisationstemperaturen liegen für die Cu-Mo-Gängchen zwischen 265–400 °C und zwischen 5–14.6 Gew.% NaCI Äquiv. und zwischen 200–500 °C und 10.2–42 Gew.% NaCI Äquiv. für die Cu-Mo Skarne. Wie aus log fo₂-pH Diagrammen hervorgeht, ist die im Frühstadium der Cu-Mo Skamvererzung entstandene Vergesellschaftung von Magnetit +Pyrit+selten Magnetkies + Alkalifeldspat + Quarz durch Ausfällung aus sehr alkalischen und hochtemperierten Fluiden entstanden. Mit Temperatur- und fo₂-Abnahme wurde der pH der Lösungen leicht alkalisch bis neutral. Dies resultierte in der Bildung der Erze des Hauptstadiums, das durch Chalcopyrit + Pyrit + Molybdänit + Sphalerit + Alkalifeldspat + Serizit (Muscovit) + Epidot + Quarz charakterisiert ist. Sehr geringe Mengen an Erzmineralen inklusive Matildit, Bismuthinit und Elektrum sind dem Spätstadium der Vererzung zuzuordnen. Für die Cu-Mo-Gängchen läßt sich etwas verallgemeinernd feststellen, daß fo₂ und fs₂ im Stabilitätsbereich von Pyrit lagen, wobei der pH der Erzfluide durch die Paragenese Serizit+Alkalifeldspat+Quarz+Calcit gepuffert wurde. K-Ar Altersbestimmungen wurden am porphyrischen Granit, an Biotit-Phänokristallen und an hydrothermal gebildetem Biotit der Cu-Mo Skarne durchgeführt. Sie ergaben Alter von 42.5–34.6, 52.3 bzw. 39.2-26.4 Ma.Die Cu-Mo Vererzung von Machangqing zeigt eine räumliche und zeitliche Assoziation mit dem sauren Magmatismus der Magnetit-Serie im Himalaya.

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With 12 Figures     

Partition of Ni between olivine and sulfide: equilibria with sulfide-oxide liquids

The partition of Ni between olivine and monosulfide-oxide liquid has been investigated at 1300–1395° C, =10^–8-9–10^–6.8, and =10^–2.0–10^–0.9, over the composition range 20–79 mol. % NiS. The product olivine compositions varied from Fo98 to Fo59 and from 0.06 to 3.11 wt% NiO. The metal/sulfur ratio of the sulfide-oxide liquid increases with increase in , decrease in , and increase in NiS content. The Ni/Fe exchange reaction has been perfectly reversed using natural olivine and pure forsterite as starting materials. The FeO and NiO contents of olivine from runs equilibrated at the same and form isobaric distributions with NiS content, which, to a first approximation, are dependent at constant temperature and total pressure on a variable term, –0.5 log ( / ). The Ni/Fe distribution coefficient (K _D3) exhibits only a weak decrease from 35 to 29 with increase in from the IW buffer to close to the FMQ buffer. At values higher than FMQ, the sulfide-oxide liquid has the approximate composition (Ni,Fe)₃±_xS₂K _D358. The present K _D3 vs O/(S+O) data define a trend which extrapolates to K _D320 at 10 wt% oxygen in the sulfide-oxide liquid. The compositions of olivine and Ni-Cu sulfides associated with early-magmatic basic rocks and komatiites are consistent, at 1400° C, with a value of -log ( / ) of about 7.7, which is equivalent to 0.0 wt% oxygen in the hypothesized immiscible sulfide-oxide liquid. Therefore, K _D3 would not be reduced significantly from the 30 to 35 range for sulfide-oxide liquids with low oxygen contents.