Diagenesis of Tertiary marlstones in the Vienna Basin

Summary To investigate the diagenetic changes of Tertiary pelitic sediments in the Vienna Basin a suite of drill core samples from the OeMV-bore-hole Aderklaa 78 has been studied using mineralogical and chemical methods.The sediments generally correspond to shales and cover a section from 780–2812 m depth. Their mineralogical composition is complex and variable and mainly due to the initial variation in detrital constituents at the time of sedimentation and the local sedimentary environments. Quartz, feldspars (sodic-plagioclase, K-feldspar), carbonates (calcite, dolomite, siderite), phyllosilicates (mica, chlorite, kaolinite, illite-smectite mixed-layers), and pyrite to a minor extent are the essential components of the shales.The analytical data of bulk samples and the less than 0.2 micron fractions point out that mechanical compaction of the sediments was accom inied by isochemical changes within the shale sequence. The diagenetic overprint of the mineral constituents is revealed by a decrease with depth of K-feldspar and an increase of quartz respectively, but especially by the gradual illitization of smectite via mixed-layer intermediates. Burial diagenesis in this Vienna Basin profile therefore can be expressed by the mineral reaction: K-feldspar+smectiteillite+quartz.A local reversal in all these trends in the basal Tertiary section can be explained by unusually high magnesium contents of the pore waters which inhibited illitization by promoting the stability of smectite relative to illite.

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Diagenetische Veränderungen an neogenen tonigen Sedimenten des Wiener Beckens

Zusammenfassung Zur Feststellung diagenetischer Veränderungen an den neogenen pelitischen Sedimenten des Wiener Beckens wurde eine Serie von Tonmergeln der ÖMV-Tiefbohrung Aderklaa 78 dem Teufenbereich zwischen 780–2812 m entnommen und mineralogisch sowie chemisch untersucht.Der Mineralbestand der Proben ist primär vom Einzugsgebiet und dem Ablagerungsmilieu der Sedimente geprägt. Quarz, Feldspäte (Albit-reicher Plagioklas, Alkalifeldspat), Karbonate (Calcit, Dolomit, Siderit) und Schichtsilikate (Glimmer, Chlorit, Kaolinit, Illit-Smektit Mischphasen) sowie untergeordneter Pyrit sind die wesentlichen Gemengteile der Ablagerungen.Die Untersuchungsergebnisse der Gesamtproben und der Fraktionen kleiner 0,2 Mikron zeigen, daß die mechanische Kompaktion der Sedimente von isochemischen Umwandlungsprozessen begleitet wird. Die diagenetische Überprägung des Mineralbestandes äußert sich mit zunehmender Tiefe in der Abnahme des Alkalifeldspates und der Zunahme des Quarzes, vor allem aber in der fortschreitenden Illitisierung des Smektits, die über Mixed-Layer Zwischenbildungen verschiedenen Ordnungsgrades abläuft.Die Mineralreaktion Alkalifeldspat+SmektitIllit+Quarz entspricht der versenkungsdiagenetischen Entwicklung dieses Bereiches.Eine lokale Trendumkehr der mineralogisch-chemischen Veränderungen im Nahbereich zur mesozoischen Basis des Neogens ist mit einer extremen Zusammensetzung der Porenwässer zu erklären, deren hoher Mg-Gehalt eine kontinuierliche Entwicklung des Illitisierungsprozesses verhindert.

     

Damage of topaz and other minerals in the electron microscope

Summary Hydroxyl bearing topaz suffers beam-damage in the electron microscope. Irradiation by the beam rapidly produces contrast from strain fields around small needle-shaped pores about 2–5 nm wide and 30–120 nm long, produced by the loss of hydrogen as water and/or hydrogen fluoride. In the majority of cases the damage ceases after a short period of time, and the topaz electron diffraction pattern remains apparently unchanged. In a few cases complete breakdown of the topaz occurs to produce mullite and/or fine-grained -alumina, the latter usually being sputtered onto the carbon support film. The different degrees of breakdown which are found in the electron beam are similar to reactions which occur on heating in air. Although the main factor which determines the degree of beam-induced damage which occurs is believed to be temperature, the heating effect of the beam is alone unlikely to cause the reactions. The lowering of reaction temperature is attributed to mechanically induced enhancement of diffusion in the electron beam and to the weakening of chemical bonds by ionisation effects. The strain fields found in topaz were also produced in samples of humite and apatite observed in the electron microscope, and the formation of fine-grained metal oxides was found in several silicates and phosphates.

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Zerstörung von Topas und anderen Mineralen im Elektronenmikroskop

Zusammenfassung Hydroxil-hältige Topase unterliegen im Elektronenmikroskop einer Zerstörung durch den Elektronenstrahl. Durch die Bestrahlung entstehen rasch Kontraste von gestörten Bereichen rund um kleine nadelförmige Poren von etwa 2–5 nm Durchmesser und 30–120 nm Länge, die durch den Verlust von Wasserstoff als Wasser und/oder Hydrogenfluorid verursacht werden. Meist hört die Zerstörung nach kurzer Zeit auf und das Elektronen-Beugungsbild des Topases bleibt anscheinend unverändert. In wenigen Fällen kommt es zu einem kompletten Zusammenbruch des Topases und es entsteht Mullit und/oder feinkörniges -Al₂O₃. Die unterschiedlichen Grade des Zusammenbruchs, die im Elektronenstrahl beobachtet werden, sind Reaktionen ähnlich, die beim Erhitzen in Luft auftreten. Obwohl als Hauptfaktor, der den Grad der Strahlinduzierten Zerstörung bestimmt, die Temperatur angenommen werden kann, ist es unwahrscheinlich, daß der Hitzeeffekt des Strahls allein die Reaktionen verursacht. Die Erniedrigung der Reaktionstemperatur wird der mechanisch bedingten Erhöhung der Durchdringungsfähigkeit des Elektronenstrahls und der Schwächung der chemischen Bindung durch Ionisierungseffekte zugeschrieben. Die im Elektronenmikroskop in Topas gefundenen gestörten Bereiche wurden auch in Proben von Humit und Apatit beobachtet; in verschiedenen Silikaten und Phosphaten wurde die Bildung feinkörniger Metalloxide gefunden.

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With 3 Figures

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Dedicated to Professor Dr.Josef Zemann on the occasion of his 6oth birthday.     

The Mgeni granite: an example of the Megacrystic mantled-feldspar granite-charnockite Intrusives in southeastern Africa

Summary Megacrystic granites which form the Oribi Gorge Suite of southern Natal show many features that closely resemble the rapakivi granite—charnockite associations of the northern hemisphere. Detailed studies of the late-kinematic Mgeni batholith indicate that the granitic rocks can be divided into three major groups, characterised by distinctive mafic mineralogy, chemistry and isotopic ratios. The batholith consists of biotite ±garnet granites and of hornblende ± pyroxene granitoids. A high silica, coarse-grained leucogranite, the Nqwadolo granite, intrudes the core of the batholith. Most rocks are garnetiferous and appear to belong to the ilmenite-series of granites. The granites are classified as rapakivi-like granites.

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Der Mgeni Granit—Ein Beispiel megakrystischer feldspatummantelter Granit-Charnokit intrusiva im südöstlichen Afrika

Zusammenfassung Megakrystische Granite aus der Oribi Gorge Suite des südlichen Natal zeigen vielerlei Ähnlichkeiten mit den Rapakivigranit-Charnokitabfolgen der nördlichen Hemisphäre. Detailstudien des spätkinematisch intrudierten Mgeni-Batholiten zeigen, daß diese granitischen Gesteine in drei Hauptgruppen, die durch unterschiedliche mafische Mineralzusammensetzung, Chemismus und Isotopenverhältnissen charakterisiert werden, untergliedert werden können. Der Batholith wird aus Biotit± Granat-Graniten und aus Hornblende ± Pyroxen-Granitoiden aufgebaut. Ein siliziumreicher, grobkörniger Leukogranit, der Nqwaldolo Granit, intrudierte in den Kern des Batholithen. Die meisten Gesteine sind granatführend und scheinen den Graniten der ilmenite series zuzurechnen zu sein. Die Granite sind als Rapakivi-Granite zu klassifizieren.

     

Verbreitung und Entstehung Mangan-reicher Gesteine im Jura der Nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Schichtgebundene Mn-Anreicherungen sind in den Nördlichen Kalkalpen nahezu ausschließlich auf feinschichtige Tonmergelsteine (Manganschiefer) des oberen Toarcian und unter-bis mitteljurassische Rotkalke beschränkt.Die primären Mn-Minerale in der Manganschiefer-Fazies sind Mischkarbonate der Reihe CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃ und geringe Mengen von Braunit und Pyrolusit. Die Fe-Mineralisation charakterisiert eine Faziesreihe, die von schwach oxidierenden Ablagerungsbedingungen (Goethit, Hämatit) an der Basis der Mn-führenden Serie, zu reduzierenden (Siderit, Chamosit, Pyrit) führt. In den Rotkalken sind Pyrolusit und Goethit bzw. Hämatit in calcitreichen Knollen und Krusten konzentriert.Die chemische Zusammensetzung der Mn-reichen Gesteine ist bei hohen Ca- und SiO₂-Gehalten von korrelierbaren Mn- und Fe-Anteilen in gleicher Größenordnung bestimmt. Gegenüber der durchschnittlichen Zusammensetzung faziell vergleichbarer Schwarz- und Tonschiefer und marin-sedimentärer Mn-bzw. Fe-Lagerstätten sind auch die Spurenelement-Gehalte deutlich erhöht und zumindest im Falle des Co mit den Mn-Gehalten korreliert.Nach ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sind die Manganschiefer zu den vulkanogen-sedimentären Lagerstätten zu rechnen. Unmittelbare Hinweise auf vulkanische Aktivität im oberen Lias sind in Form von Seladonit-führenden Tuffen, die mit Mn-Karbonaten wechsellagern, erstmals in den Nördlichen Kalkalpen aufgefunden worden.

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Distribution and genetic significance of jurassic manganese deposits in the Northern Limestone Alps

Summary In the Northern Limestone Alps strata-bound deposits of manganese are concentrated in laminated marls (manganese shales) of the lower Toarcian and lower to upper Jurassic red limestones.Carbonates of the system CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃, and minor quantities of braunite and pyrolusite are the prevailing primary manganese minerals. Characteristically they are associated with sedimentary iron minerals (hematite, goethite, Mn-siderite, chamosite, pyrite) showing a vertical sequence leading from weakly oxidzing to anaerobic conditions. In the red limestones pyrolusite and goethite are concentrated in carbonate-rich nodules and crusts. The manganese shale facies besides its elevated contents of Ca and SiO₂ is characterized by Mn and Fe values which are closely correlated. In contrast to the average composition of comparable black shale and normal marine Mn and Fe deposits the trace element contents, partly correlated with manganese, are raised, as well.According to their mineralogical and chemical composition the manganese shales must be classed with volcanogenic sedimentary deposits. Volcanic activity during manganese deposition in the Northern Limestone Alps could be proved for the first time by celadonite-bearing tuffaceous layers in manganese carbonate sediments.

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Mit 8 Abbildungen     

Late caledonian lamprophyre dyke swarms of South-Eastern Scotland

Summary Cale-alkaline lamprophyre (minette) dykes in the eastern Southern Uplands of Scotland form part of a swarm nearly parallel to the inferred Iapetus Suture, stretching from the Ards Peninsula of Northern Ireland to St. Abbs Head in the east. The dykes are clustered close to several small granitoid bosses, but appear to be younger than the plutons and their associated porphyrite-porphyry dykes. Mica- (minette and kersantitic-minette) and hornblende-lamprophyres are present further west near Hawick where no intermediate-acid plutons or dykes occur. The lamprophyres have enrichments in LILE and LREE and relative depletions of HFS elements typical of subduction-related ultrapotassic magmas. These incompatible element enrichments are present in rocks with high Mg number and Ni and Cr contents, which combined with experimental constraints, their fine-grained nature and presence of chilled margins, imply a near-primary status for the least evolved varieties. High values of LREE, LILE, La/Nb, La/Yb, s Sr and low Nd imply derivation from a previously metasomatised source. The minettes were probably derived from a source containing garnet and phlogopite, and the hornblende varieties from a shallower source in the stability field of amphibole. The minettes of the eastern Southern Uplands have not provided a parental component to the 410 Ma. granitoids which were derived from a more depleted source. The similarity of the lamprophyres to those in the Lake District south of the Iapetus Suture is taken to indicate underthrusting of Lake District lithosphere beneath the Southern Uplands. Emplacement of lamprophyre dyke swarms is likely to be structurally controlled, and the presence of the main swarm in the Southern Uplands may indicate the sub-surface trace of the Iapetus Suture.

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Spätkaledonische Lamprophyrgänge in SE Schottland

Zusammenfassung Kalk-alkalische Lamprophyrgänge (Minette) im östlichen Teil der südlichen schottischen Uplands sind Teil eines Gangscharensystems, das fast parallel zu der vermuteten lapetus-Suturzone, die sich von der Halbinsel von Ards in Nordirland bis nach St. Abbs Head im Osten erstreckt, verläuft. Die Gänge konzentrieren sich um kleinere Granitoidkörper, scheinen aber jünger zu sein als die Plutone und ihre assoziierten Porphyrit-Porphyry Dikes. Glimmer- (Minette und kersantitische Minette) sowie Hornblende-Lamprophyre kommen westlich von Hawick vor, wo keine intermediären bis sauren Plutone oder Dikes anzutreffen sind. Die Lamprophyre sind an LIL- und LRE-Elementen an- bzw. an HFS-Elementen abgereichert, was typisch für subduktionsbezogene ultrapotassische Magmen ist. Diese Anreicherung an inkompatiblen Elementen ist in Gesteinen mit hohen Gehalten von Mg, Ni und Cr beobachtbar, was in Verbindung mit experimentellen Untersuchungen, der feinkörnigen Natur der Gesteine und dem Auftreten von gefritteten Intrusionskontakten einen nahezu primären Zustand der am wenigsten entwickelten Varietäten impliziert. Hohe LREE-, LILE-, La/Nb-, La/Yb-, Sr- und niedrige Nd-Werte belegen die Herkunft aus einer ursprünglich metasomatschen Quelle. Die Minetten stammen vermutlich aus einer granat- und phlogopitführenden, die hornblendeführenden Gesteine aus einer seichteren im Stabilitätsbereich von Amphibol liegenden Quelle. Die Minetten lieferten keinen Beitrag zu den 410 Ma Granitoiden, die aus einer stärker verarmten Quelle stammen müssen. Die Ähnlichkeit der schottischen Lamprophyre zu jenen im Lake District südlich der lapetus-Sutur zeigt ein Unterschieben der Lake Distric Lithospäre unter die südlichen Uplands an. Die Platznahme der Lamprophyrgänge ist sehr wahrscheinlich strukturell kontrolliert und die Anwesenheit der Gangsysteme könnte den Verlauf der Iapetus-Sutur in der Tiefe nachzeichnen.

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Deceased

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With 10 Figures     

Über die Rolle von Mikroorganismen bei der Entstehung und Zerstörung von Lagerstätten

Zusammenfassung Das Forschungsgebiet Geomikrobiologie wird als Grenzgebiet zwischen Mikrobiologie und Geowissenschaften charakterisiert. Allgemeine ökologische und biochemische Voraussetzungen im Bereich der geomikrobiologischen Forschung werden mit Hinweisen auf Möglichkeiten der praktischen Anwendung am Beispiel des geochemischen Kreislaufs von Schwefel und Eisen erörtert.

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In scientific research, geomicrobiology stands between microbiology and geological sciences. General ecological and biochemical conditions are discussed by pointing out the realm and practical applications of geomicrobiology shown on the example of the sulfur and iron cycle.

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Der Text entspricht dem Vortrag der im Februar 1970 vor dem Symposium des Lagerstättenausschusses der GDMB über Ores and Wallrock in Heidelberg gehalten wurde. Diese Arbeit ist Professor Paul Ramdohr zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Neoformations and transformations of clay minerals in tectonic shear zones

Summary Neoformations and transformations of clay minerals in tectonic shear zones of the Penninikum (Hohe Tauern/Austria) were investigated by X-ray diffraction, optical and X-ray microanalytical methods.The shear zones developed in granite-gneisses, gneiss-phyllonites and mica-schists. Low-temperature solution transfers led to chemical alteration of the tectonically crushed rocks and to the formation of clay minerals in shear zones.The distribution of clay minerals and the alteration sequences were evidence of three successive alteration stages. These alteration stages can be characterized by kaolinization, illitization and montmorillonitization.The argillation processes, together with tectonic compression, caused a decrease in permeability and were in this way the main controlling factor for the environment during the development of tectonic shear zones.

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Neubildungen und Umwandlungen von Tonmineralen in tektonischen Scherzonen

Zusammenfassung Neubildungen und Umwandlungen von Tonmineralen in tektonischen Scherzonen aus dem Penninikum (Hohe Tauern/Österreich) wurden röntgendiffraktometrisch, lichtoptisch und röntgenmikroanalytisch untersucht.Die Scherzonen entwickelten sich in Granitgneisen, Gneisphylloniten und Glimmerschiefern. Durch niedrigtemperierten Lösungsumsatz erfolgten in den Scherzonen eine chemische Umwandlung des tektonischen Gesteinszerreibsels und die Bildung von Tonmineralen.Aus der Tonmineralverteilung und der Untersuchung von Umwandlungsreihen ließen sich drei aufeinanderfolgende Umwandlungsstadien erkennen. Diese können durch Kaolinisierung, Illitisierung und Montmorillonitisierung charakterisiert werden.Die Tonbildungsprozesse bewirkten gemeinsam mit der tektonischen Einengung eine Verringerung der Permeabilität und steuerten hauptsächlich auf diese Weise die Milieubedingungen während der Entwicklung von tektonischen Scherzonen.

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With 14 Figures     

Chemical mineralogy and illite crystallinity in low grade metasediments,Zarouchla Group,northern Peloponnesus,Greece

Summary Low grade metasediments from the Zarouchla Group of the Phyllite-Quartzite series in northern Peloponnesus have been investigated. Mineralogically, there is a clear distinction between the lowermost and the overlying formations. Rocks of the former contain characteristic minerals such as chloritoid or garnet whereas the other formations contain the assemblage muscovite + chlorite + qz ± paragonite ± paragonite/muscovite. Illite crystallinity values are low to middle anchizone in the uppermost formation and increase progressively through upper anchizone values in the intermediate formations, reaching low epizone values in the lowermost formation. Pumpellyite-actinolite facies metabasic rocks are sandwiched between metaclastites with upper anchizone or anchizone-epizone illite crystallinity values; and chloritoid bearing quartzites with low epizone illite crystallinity values. Although geothermometric data obtained from metasediments of the lowermost formation do not support a simple burial-related pattern of metamorphism, illite crystallinity data point to a progressive increase in metamorphic grade with stratigraphic depth.

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Chemische Mineralogie und Illitkristallinität in niedriggradigen Metasedimenten, Zarouchla, Gruppe, nördlicher Peleponnes, Griechenland

Zusammenfassung In Metasedimenten niedrigen Metamorphosegrades aus der Zarouchla Gruppe der Phyllit-Quarzit-Serien im nördlichen Peleponnes bestehen klare mineralogische Unterschiede zwischen der tiefsten und den darüber-liegenden Formationen. Gesteine der ersteren enthalten als charakteristische Minerale Chloritoid oder Granat, während die darüberliegenden Formationen weithin durch die Paragenese Muskovit + Chlorit + Quarz + Paragonit + Paragonit/Muskovit gekennzeichnet werden. Die Werte der Illit-Kristallinität entsprechen in der obersten Formation der unteren bis mittleren Anchizone und nehmen graduell zu: Werte der oberen Anchizone wurden in den dazwischenliegenden Formationen registriert um schließlich Werte der unteren Epizone zu erreichen. Metabasite in Pumpellyit-Aktinolith-Fazies treten zwischen Metaklastiten mit Illit-Kristallinitätwerten der oberen Anchizone oder des Bereiches Anchizone-Epizone und chloritoid-führenden Quarziten mit Illit-Kristallinität der niedrigen Epizone auf. Obwohl geothermometrische Daten, die von Metasedimenten der untersten Formation gewonnen wurden nicht ein einfaches Schema der Überlagerungs-Metamorphose unterstützen, weist die Illit-Kristallinität doch auf eine progressive Zunahme des metamorphen Grades mit stratigraphischer Tiefe hin.

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With 6 Figures     

Grobkornsedimentation der pannonen Donau in Österreich am Beispiel der Mistelbacher Schotter

Zusammenfassung Die Mistelbacher Schotter sind fluviatile Grobkornsedimente eines unterpannonen Donauvorläufers, der im NE Niederösterreichs, im Bereich des namengebenden Ortes, zwischen der Flysch- und Waschbergzone im Westen und dem Gebiet um den heutigen Steinberg einen mächtigen Schotterkomplex aufbaute.Nach der Ausbildung und Beschaffenheit der Sedimente können zwei konkrete Schüttungsphasen unterschieden werden. Die erste entspricht den Ablagerungsbedingungen rasch sedimentierter, alluvialer Schuttfächer, die zweite folgt nach einem Übergang mit rein fluviatilen, feinkörnigeren Sedimenten, die auf die fortschreitende Auffüllung und Verlandung des Sammelbeckens verweisen.Der Schwerpunkt der gegenständlichen Untersuchungen wurde auf die Charakterisierung der Grobkornbereiche im Schotterkegel gelegt.Danach entsprechen die Ablagerungen in der Mehrzahl schlecht bis sehr schlecht sortierten sandigen Kiesen mit überwiegend positiven Schiefen. Zu ihrem Transport waren Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich, die mit den heutigen Gegebenheiten der Donau verglichen werden können.Nach dem Geröll- und Schwermineralbestand der Proben liegt das Liefergebiet der Schotter bevorzugt in alpinen Bereichen. Die Ausbildung der Gerölle und ihr Abrollungsgrad stehen in Übereinstimmung zu den wesentlichen Komponenten der Schotter und entsprechen deren strukturbedingten Eigenschaften.

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Coarse-grained sediments of the Pannonian Danube in Austria demonstrated at the mistelbach gravel fan

Summary The so called Mistelbach gravels are coarse-grained fluvial sediments of a former Lower Pannonian Danube. Between the Flysch- and Waschberg zone and the region of the present Steinberg in the East a large gravel complex has been accumulated by the river.According to the formation and the structure of the sediments two different phases of accretion can be distinguished. The first one corresponds to the depositional environments of rapidly accumulated alluvial fans. The second one follows a transition period with somewhat finer-grained material due to the filling and warping of the collecting basin.The investigations were made to characterize the coarse-grained parts of the gravel fan in a sedimentological manner.The sediments have a mostly bad or very bad sorting and can be classified as sandy pebbles with a predominantly positive skewness. For the transport of the sediment material current velocities similar to the conditions of the present Danube were necessary.According to the rock- and heavy mineral content the collecting area of the gravels should be assumed within the Alpine regions. The shape of the gravels and their roundness agree with the physical properties of the essential typerocks and are due to their internal textures.

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Mit 8 Abbildungen

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

Transition from eclogite to amphibolite-facies metamorphism in the Austroalpine Ulten Zone

Summary The Ulten Zone of the Austroalpine crystalline basement south-west of Meran (Italy) contains metapelitic schists and granoblastic paragneisses, leucocratic orthogneisses, migmatites (in both gneiss-lithologies), metabasites and ultramafic lenses. Metamorphic textures of the metapelitic schists and granoblastic paragneisses indicate two different metamorphic events, characterized by two mineral assemblages, which differ in mineral chemistry: (1) an eclogite facies mineral assemblage (M1) comprising Grt-Ky I-Bt. Ms-Kfs-PI-Qtz-Rt, and (2) an amphibolite facies mineral assemblage (M2) comprising Grt-KyII-Bt-Ms-PI-Qtz-Ilm±St. For the M1 event, pressures of at least 15kbar and temperatures of about 700°±50°C can be estimated. The later amphibolite facies overprint occurred at pressures of 6 to 8kbar and about 600°±50°C. The M1 and M2 assemblages belong to a continuous clockwise metamorphic evolution during the Variscan orogeny. Evidence for Alpine metamorphism can only be detected by sericite rims around kyanite and reset biotite ages. The migmatites, which contribute about 15–30vol.% of all rocks in the investigated area, were formed on the prograde path during the M1 event. Dissolution of H₂O in the melted part of the migmatites resulted in a CO₂dominated fluid, which was trapped in primary kyanite (M1) fluid inclusions. Secondary H₂O-rich fluid inclusions are found in quartz grains and may represent the fluid which enabled a pervasive equilibration during M2.

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Übergang von eklogit-zu amphibolitfazieller Matamorphose in der austroalpinen Ultenzone

Zusammenfassung Die Ulten Zone, ein Teil des ostalpinen kristallinen basements, südwestlich von Meran, wird aus Metapeliten and granoblastischen Paragneisen, leukokraten Orthogneisen, Migmatiten (in beiden Lithologien), Metabasiten and ultramafischen Linsen aufgebaut. Metamorphe Texturen der Metapelite und granoblastischen Paragneise lassen auf zwei verschiedene metamorphe Ereignisse schließen, die durch unterschiedliche Mineral-chemismen und Paragenesen charakterisiert sind: (1) eine eklogitfazielle Paragenese (M1), bestehend aus Grt-KyI-Bt-Ms-Kfs-P1-Qtz-Rt und (2) eine amphibolitfazielle Paragenese (M2), bestehend aus Grt-KyII-Bt-Ms-P1-Qtz-Ilm±St. Für M1 konnten Minimaldrucke von 15kbar und Temperaturen von 700°±50°C abgeleitet werden. Die spätere amphibolitfazielle Überprägung fand bei 6 bis 8kbar und 600°±50°C statt. M1 und M2 gehören einer kontinuierlichen Metamorphoseentwicklung während der variszischen Orogenese an.Die Migmatite, ungefähr 15–30vol.% der Gesteine im untersuchten Gebiet, wurden am prograden Pfad während des M1 Ereignisses gebildet. Aufgrund der höheren Löslichkeit von H₂0 in der Schmelze, blieb ein CO₂, reiches Fluid zurück, das im primären Kyanit (M1) eingeschlossen wurde. Wässrige Flüssigkeitseinschlüsse können in Quarzkörnern gefunden werden. Dieses Fluid ist wahrscheinlich für die Reequilibrierung zu amphibolitfaziellen Bedingungen verantwortlich.

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With 5 Figures     

Zur Petrographie,Petrochemie und Spurenelement-Verteilung einiger Gesteinsgänge im nördlichen Oberharz

Zusammenfassung Die im Spätstadium der varistischen Orogenese gebildeten lamprophyrischen Gesteinsgänge aus dem unmittelbaren Bereich eines Oberharzer Blei-Zinkerzgangs (Raum Lautenthal, NW-Harz) werden petrographisch, petrochemisch und geochemisch charakterisiert. Die petrochemische und geochemische Beziehung der Gesteinsgänge zu den initialen Spilit-Diabasen des Mittel-Devons und Kulms sowie zu den spätorogenen Gesteinen des Harzburger Gabbro-Massivs wird ebenso diskutiert wie die Beziehung Gesteinsgang/Erzgang.

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Summary The more or less lamprophyric dikes formed in the late stage of variscan orogeny in the immediate neighborhood of an Oberharz lead-zinc vein are petrographically, petrochemically und geochemically characterized. The petrochemical and geochemical relationship between dikes and initial spilitic diabases of middle Devonian and Culm age as well as between dikes and late orogenic rocks of Harzburg Gabbro Massif are discussed also the relation of dike to vein. The lamprophyres have developed from a volatile rich basaltic melt (postmagmatic deuteric effects) which is contaiminated in varying degree by assimilation of clastic sedimentary rock (spilitic albite diabase—spilitic kersantite).

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Mit 16 Textabbildungen     

Pyroxenes and olivines as indicators of the petrological evolution of the Ivrea-Verbano basic formation (Italian Western Alps)

Summary Microprobe analyses of olivines, orthopyroxenes and clinopyroxenes of the Ivrea-Verbano basic formation reveal that in the Balmuccia Periodotites (regarded as residual mantle) the phases are more magnesian than in the overlaying ultramafic-mafic series (interpreted as a cumulitic complex formed by fractionation of mantle-derived magma).Pyroxenes underwent sub-solidus re-equilibration. Whole phase (host + exsolved lamellae) compositions give a temperature in the range 946°C–1236°C, compatible with the igneous crystallisation. The compositions of the host phases give temperatures in the range 712°C to 919°C, indicating that the samples did not attain the same degree of equilibrium during the sub-solidus unmixing. The sub-solidus unmixing of the pyroxenes may have occurred either during the superimposed granulite-facies metamorphism or during the slow cooling of the complex intruded into deep crustal levels.

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Pyroxene und Olivine als Indikatoren der petrologischen Entwicklung der basischen Formation von Ivrea-Verbano (Italienische Westalpen)

Zusammenfassung Mikrosondenanalysen von Olivinen, Orthopyroxenen und Klinopyroxenen der basischen Formation von Ivrea-Verbano zeigen, daß in den Balmuccia Peridotiten (die als residuales Mantelmaterial angesehen werden) die Phasen Mg-reicher sind als in den überlagernden ultramafischen bis mafischen Serien (die als Kumulationskomplex gedeutet werden, der durch Fraktionierung eines aus dem Mantel stammenden Magmas gebildet wurde).Die Pyroxene wurden unter Subsolidus-Bedingungen reequilibriert. Die Zusammensetzungen der Gesamtphasen (Wirt + Entmischungslamellen) geben Temperaturen im Bereich von 946–1236°C, was mit einer magmatischen Kristallisation verträglich ist. Die Zusammensetzungen der Wirt-Phasen geben Temperaturen im Bereich von 712–919°C an, was anzeigt, daß die Proben während der Subsolidus-Entmischung nicht denselben Grad der Equilibirierung erreichten. Die Subsolidus-Entmischung der Pyroxene kann entweder während der überlagerten Metamorphose in Granulitfazies oder während der langsamen Abkühlung des in tiefe Krustenschichten intrudierten Komplexes geschehen sein.

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With 4 Figures     

Sedimentpetrologische Untersuchungen an den jungtertiären Tonmergelserien der Molassezone Oberösterreichs

Zusammenfassung Die Oligozänen und Miozänen Tonmergel der Molassezone Oberösterreichs sind flachmarine und limnisch-fluviatile Feinkornsedimente. Als überwiegend alpine Abtragungsprodukte wurden sie vornehmlich in der Sedimentationshauptphase der Molasse abgesetzt, die mit dem marinen Schichtkomplex der Tonmergelstufe im Rupel ihren Anfang nimmt und über die tektonisch stärker beeinflußten Ablagerungen im Chatt und Aquitan bis ins Helvet andauert, wo sie mit den pelitischen Sedimenten der Innviertler Serie einen Abschluß findet.Die Tonmergel sind Silten nahestehend: Ihre Mittelwerte im Bereich von Mittel- und Feinsilten, die durchwegs schlechte Sortierung und überwiegend positive Schiefen in Verbindung mit den Einstufungen nach der CM-Norm sind Hinweise auf flachmeerische Sedimentationsbedingungen und den bewegten Uferfernbereich, in dem Ablagerungen aus gleichförmig zusammengesetzten Suspensionen überwiegen.Der Mineralbestand der Proben umfaßt an Tonmineralien bevorzugt Muskovit (Illit), dann Chlorit, Montmorillonit und Kaolinit, die mit untergeordneten mixed-layer-Phasen in Abhängigkeit von der Position im Molassebecken und den lokalen Überlagerungsmächtigkeiten verbreitet sind. Dazu kommen an Karbonaten Calcit und Dolomit in wechselnden Anteilen, sowie Quarz, Faldspäte und der Schwermineralbestand, die insgesamt auf das alpine Orogen als Einzugsbereich der Sedimente verweisen und mit dem Verlauf der Erosionstätigkeit im Alpenraum in Übereinstimmung stehen.Eine Betrachtung zur Verbreitung von Seltenen Elementen in den Tonmergeln wurde den Untersuchungen angeschlossen.

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Sedimentological investigations of the tertiary shale complex of the Molasse zone, upper Austria

Summary The shales of the Upper Austrian Molasse, Oligocene and Miocene in age, represent fine-grained sediments of shallow marine and limnic-fluviatile environments. As products of Alpine erosion they have largely been deposited during the main sedimentary process of the Molasse. This main process was initiated by the deposition of the Rupelian shales and went through Chattian and Aquitanian, both characterized by tectonically influenced sediments, and lasted until the Helvetian deposition of pelitic sediments of the Innviertel formation.The shales are close to silts: their mean sizes lie in the range of medium—to fine-grained silts. The constantly bad sorting, as well as the predominantly positive skewness in connection with a classification according to the CM-standard are indications of the conditions of sedimentation in shallow marine environment, where sediments of uniform suspensions prevail.The mineral content of muscovite (illite), chlorite, montmorillonite and kaolinite, with subordinate mixed-layers is dependant upon the position within the Molasse basin and on the local superimposition. In addition there are calcite, dolomite in varying ratios, quartz, felspars and heavy minerals which shed light upon the area of Alpine erosion.The distribution of minor elements within the shales is discussed.

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Mit 11 Abbildungen     

Dehydration-melting of solid amphibolite at 10 kbar: Textural development,liquid interconnectivity and applications to the segregation of magmas

Summary Anisotropic crystal structures and rock texture control liquid morphology and distribution during dehydration-melting at 10 kbar in solid cylinders of lineated amphibolite (mode: hornblende 70%, plagioclase 30%), sealed in gold capsules, in piston-cylinder runs ranging from 21 days at 850 °C to 4 days at 1000 °C. The shapes of most liquid pockets are crystallographically-controlled, with many corners having angles greater than 60°. Few crystal/liquid triple junctions develop the interfacial energy-controlled dihedral angles (), which form in experiments using finely-ground powders of minerals with poor cleavage. Liquid interconnectivity probably is attained at 875 °C with only 2% liquid, indicating that dihedral angles less than 60° may not be necessary to achieve interconnectivity in partially melted metamorphic rocks. The surfaces between elongated grains in lineated rocks can become pathways for the migration of liquid or the diffusion of components. By 850 °C, hornblende begins to dehydrate at internal nucleation sites, producing a texture of hornblende rims and clinopyroxene cores (generally attributed to hydration of clinopyroxene). Within the temperature interval of 850–900 °C, transient vapor generates layers of low viscosity, H₂O-saturated, granitoid liquid between hornblende and plagiocase crystal faces, potentially capable of segregation if time-temperature relationships are suitable. At higher temperatures the increased liquid fraction is H₂O-undersaturated, with viscosity too high to permit segregation. There is a prospect that segregation of initially hydrous liquids could contribute to the dehydration of low-potassium amphibolites and effectively remove incompatible trace elements during the transition from amphibolite-facies to granulite-facies. Further experiments are needed to study the effects of time and temperature on textures in anisotropic rocks, particularly lineated amphibolites.

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Dehydrations-Schmelzen von Amphiboliten bei 10 kbar: Texturelle Entwicklung, Interkonnektivität der Schmelze und Anwendungen auf die Segregation von Magmen

Zusammenfassung Die texturelle Entwicklung von festen Zylindern von Amphibolit (Hornblende 70%, Plagioklas 30%) in Goldkapseln versiegelt, wurde w:rend Dehydrations-Schmelzen bei 10 kbar in einem Piston-Zylinder-Apparat bei Temperaturen von 850°C bis 1000°C für 21 bis 4 Tage untersucht. Die anisotropen Mineralstrukturen und die Gesteinstextur kontrollieren die Morphologie und Verteilung der Schmelze. Diese Parameter sowie der Anteil an Schmelze, bestimmen die Interkonnektivität der Schmelze. Im Gegensatz zu Experimenten, die fein gemahlene Pulver von fast isotropen Mineralen (z.B. Olivin oder Quarz) benützen, scheinen hier die Energieverhältnisse der Kristallstruktur die Energiebeziehungen zwischen den Kristall-Schmelzoberflächen während der texturellen Entwicklung der amphibolitischen Gesteine zu dominieren. Wenige Kristall-Schmelze Triple-Junetions entwickeln zwischen Flächen energie-kontrollierte dihedrale Winkel (). Die Formen der meisten Schmelzeinschlüsse sind kristallographisch kontrolliert und viele Ecken zeigen Winkel, die größer als 60° sind. Die Interkonnektivität der Schmelze wird jedoch eindeutig bei 875° C mit nur 2% Schmelze erreicht und könnte möglicherweise auch bei niedrigeren Temperaturen zustande kommen. Das Vorkommen von dihedralen Winkeln, die kleiner als 60° sind, muß nicht notwendig sein, um Interkonnektivität in teilweis aufgeschmolzenen metamorphen Gesteinen zu erzeugen. Die Oberflächen zwischen gelängten Körnern in Amphiboliten mit Lineation können Wege für die Migration von Schmelzen oder für die Diffussion von Komponenten während teilweisen Aufschmelzens werden. Bei 850° C begann die Dehydration der Hornblende an internen Nukleations-Stellen, unabhängig vom Rest des Gesteins. Zwischen 850° C und 900 °C entsteht so eine Textur von Klinopyroxenen mit Hornblenderändern. Die nicht im Gleichgewicht befindliche Dampfphase, die dabei entsteht, führt zur Bildung von Lagen von wassergesättigter granitoider Schmelze zwischen Hornblende und Plagioklasflächen, mit einer berechneten Viskosität, die gerade niedrig genug ist, um Segregation durch Kompaktion zu ermöglichen. Bei höheren Temperaturen und während längerer Zeiten, wobei mehr Schmelze entsteht, löst sich die Dampfphase in wasseruntersättigter Schmelze, mit einer Viskosität, die zu hoch ist um Segregation in geologisch realistischen Zeiten zu ermöglichen. Die Entwässerung von kalium-armen Gesteinen durch Segregation von ursprünglich wässrigen Schmelzen, die sich in dieser Weise gebildet haben, dürfte beim Amphiboht-Granulit-Übergang eine Rolle spielen.[/ p]

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With 10 Figures     

Der Einfluß der mechanischen Zerkleinerung auf den Kalium-Gehalt von Biotitfraktionen

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, daß durch das Vermählen und Zerreiben von Biotiten Korngrößenfraktionen mit sehr unterschiedlichen Kaliumgehalten entstehen. Zuerst ist mit abnehmender Korngröße ein leichter Anstieg der Kaliumwerte in den Fraktionen 300–100 m ø zu verzeichnen, dann fallen sie in den Siebfraktionen unterhalb 100 m ø sehr stark ab.Die am stärksten differierenden Werte wurden beim Biotit des Granits von der Kösseine beobachtet, bei welchem die Fraktion 200–100 m ø einen Kaliumgehalt von 7,11±0,08 Gew.-% und die Fraktion <25 m ø einen Wert von 4,39±0,05 Gew.-% aufweist. Gerade dieser Biotit besitzt ein besonders starkes Defizit in der Schicht der 12-koordinierten Alkaliionen. Diese Schicht ist im Mittel nur mit 1,67 positiven Valenzen pro Elementarzelle besetzt, was einem Unterschuß von 16,5% entspricht.Es ist naheliegend, daß bei mechanischen Beanspruchungen die Glimmerschichten bevorzugt in den Bereichen solcher Fehlordnung und schwächerer chemischer Bindung auseinanderreißen. Stärker gestörte Gitterteile werden also schneller und leichter zerkleinert und gelangen beim Sieben in die feinen Kornfraktionen. Daher ergeben die stärker von ihren fehlerhaften Schichten befreiten mittleren Korngrößen die höchsten Kaliumwerte. Die großen, von der mechanischen Zerlegung noch nicht so intensiv erfaßten Kristalle haben ein wenig niedrigere Kaliumgehalte, während in den feinsten Fraktionen als Sammelplatz der instabileren Teilchen die niedrigsten Werte beobachtet werden.Die Untersuchungsergebnisse lassen vermuten, daß sich für andere Elemente, wie z.B. Na, Rb, Pb und Sr, ähnliche Fraktionierungseffekte durch die mechanische Aufbereitung, Korngrößenklassierung und Separation von Biotiten ergeben.

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As a result of grinding the potassium values of the divers size fractions of biotite were found to be very different. The fractions between 300 and 100 m grain size show the highest potassium contents. Below 100 m grain size K decreases very strong.The structural formulas of these biotites indicate deficits in alkali ion positions of mica lattice up to 16,5%. This might suggest that the smaller mechanic stability of a part of the biotite components is related to disordering of lattice domains. After grinding these disordered particles are concentrated in the fractions of minor grain sizes.

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Herrn Dr. W. Harre, Hannover, danke ich für zahlreiche Diskussionen und die Anfertigung der Kaliumanalysen.     

Pumpellyite-actinolite and greenschist facies metamorphism in lesvos island (Greece)

Summary The southern part of Lesvos island consists of a Late Palaeozoic-Triassic marble-phyllite series with intercalations of mafic metavolcanics which exhibit mineralogies of the pumpellyite-actinolite and greenschist facies. Pumpellyite is developed best in the metabasalts of the south-eastern part and towards the northwestern part of the terrain it gives way to actinolite and/or epidote bearing assemblages. Local variations in CO₂ are suggested to explain the extensive distribution of chlorite-calcite instead of the Ca–Al-silicate bearing assemblages diagnostic of subgreenschist facies metamorphism.The mineral assemblages observed and the comparison of the compositions of co-existing phases with the compositions of minerals from other low-grade metamorphic areas, indicate metamorphism at temperatures in the order of 270–360°C and pressures little lower than 5 kb.

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Pumpellyit-Aktinolith und Grünschiefer-Fazies-Metamorphose auf der Insel Lesbos (Griechenland)

Zusammenfassung Der südliche Teil der Insel Lesbos besteht aus einer Serie von jungpaläozoischen-triassischen Schichten von Marmor und Phylliten mit Einlagerungen von basischen Metavulkaniten, deren Mineralogie beweist, daß sie zu den Pumpellyit-Aktinolith- und Grünschiefern-Fazien gehören.Der Pumpellyit entwickelt sich besser in den Metabasalten des südöstlichen Teils. Gegen Nordwesten zu wird er durch Paragenesen ersetzt, welche Aktinolith oder Aktinolith mit Epidot oder nur Epidot aufweisen. Örtliche Unterschiede im CO₂-Wert erklären, wie angenommen wird, die verbreitete Verteilung der Chlorit-Calzit-Paragenese anstelle der für Sub-Grünschiefer-Fazies charakteristischen Ca–Al-Silikat-Paragenesen.Die Mineralparagenesen, die beobachtet wurden, und der Vergleich der Zusammensetzung der koexistierenden Phasen mit der Zusammensetzung der Mineralien aus anderen Gebieten mit niedrigem Metamorphose-Grad zeigt, daß die Metamorphose hier bei Temperaturen von 270°C bis 360°C und bei einem Druck von etwas weniger als 5 kb stattgefunden hat.

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With 4 Figures     

Petrogenesis of the paleozoic magmatic rocks of the Carnian Alps

Summary On the basis of whole-rock and mineral chemistry two main magmatic groups can be established for the Paleozoic Volcanism of the Carnian Alps. High-Ti Volcanics (HTV) and Low-Ti Volcanics (LTV). Spilitization processes have not masked the primary magmatic character. The two groups are characterized by very different trace element patterns and cannot be correlated by a fractionation process. The HTV require an enriched mantle source whereas the geochemistry of the LTV indicates strong crustal contamination. Both magmatic groups are consistent with a major rifting episode. The contamination via assimilation of crustal rocks of the LTV group implies that rifting developed in a continental area.

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Petrogenese der paläozoischen Magmatite der Karnischen Alpen

Zusammenfassung Auf der Grundlage von Gesteins- und Mineralchemie der paläozoischen Vulkanite der Karnischen Alpen können zwei magmatische Hauptgruppen unterschieden werden: die Hoch-Ti Vulkanite (HTV) und die Nieder-Ti Vulkanite (LTV). Der Prozess der Spilitisation vermochte die ursprünglichen magmatischen Charakteristika nicht zu überdecken. Die zwei Gruppen sind durch sehr verschiedene Spurenelementgehalte charakterisiert und können nicht durch einen Differentiationsprozeß verknüpft werden. Die HTV erfordern eine angereicherte mantle source, während die Geochemie der LTV deutlich auf Kontamination hinweist. Beide magmatische Gruppen sind aus einer rifting Episode hervorgegangen. Die Kontamination der LTV-Gruppe durch Assimilation von Krustengesteinen zeigt, daß das rifting sich in einer kontinentalen Umgebung entwickelte.

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With 8 Figures     

Magma mingling in late-Delamerian A-type granites at Mannum,South Australia

Summary The Mannum granite forms part of the Padthaway A-type granite suite, which intruded the Adelaide fold belt along with the Black Hill gabbroic complex just after the cessation of the Delamerian Orogeny. Included within the granite are microgranite blocks, inferred to be stoped pieces of a contaminated margin facies, and numerous mafic enclaves. These enclaves display a variety of globular and tear-drop shapes, are fine-grained, lack chilled margins and enclose and react with quartz and feldspar phenocrysts from the granite, suggesting they represent contemporaneous mafic magma that was mingling with the granite magma during intrusion. Modelled temperature-viscosity relationships show that, in order for these enclaves to behave in a plastic manner, the granite magma must have had a temperature in excess of 930 °C after thermal equilibration was achieved. The contemporaneity of mafic magmas resolves any thermal budget problems arising out of the formation of these high-temperature granites, and a considerable mantle flux is implied during their genesis, consistent with gravity data and the presence of the Black Hill gabbros.The enclave compositions range from dolerite and quartz-diorite to leucocratic varieties, and, together with the Mannum granite, the other Padthaway granites and rocks from the Black Hill gabbroic complex, define a tholeiite-granophyre series (SiO₂ 49–74%). Although the composition of the enclaves has been modified by diffusion and hybridism; the coherency of this array augments thermal arguments for a genetic relationship between the mafic and felsic magmas. Nd and Sr isotope data on the host granite and enclaves (⁸⁷Sr/⁸⁶ Sri 0.7041–0.7060;Nd_i + 4 to –2) do not favour a crustal origin for any of the rocks. Rather, incompatible element plots indicate the A-type granites crystallized from highly fractionated magmas, consistent with rapid decreases in Eu/Eu* at relatively constantNd_i The high Eu/Eu*, highNd_i end of this trend projects into the array for the associated mafic rocks. This suggests the A-type granites of the Padthaway suite may have resulted from segregation of evolved residual interstitial liquids which form chemically and isotopically similar granophyre in the Black Hill gabbroic plutons.

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Magma-Mischung in spät-Delamerischen A-Typ Graniten in Mannum, Süd-Australien

Zusammenfassung Der Mannum-Granit bildet einen Teil der Padthaway Suite von A-Typ Graniten, die zusammen mit dem Black Hill Gabbro-Komplex unmittelbar nach dem Ende der Delamerischen Orogenese in den Adelaide-Fold Belt intrudiert wurden. Im Granit kommen Blöcke von Mikrogranit die als aus dem Dach stammende Teile einer kontaminierten Randfazies interpretiert werden, sowie zahlreiche mafische Enklaven vor. Letztere zeigen eine Vielfalt von rundlichen und wassertropfenförmigen Formen, sind feinkörnig, zeigen keine abgeschrägten Ränder und enthalten, und reagieren mit, Quarz und Feldspatkristallen aus dem Granit. Dies legt nahe, daß sie gleichzeitigem mafischem Magma zuzuordnen sind, das mit dem granitischen Magma während der Intrusion gemischt wurde. Modellierte Temperatur-Viskositätsbeziehungen zeigen, daß das granitische Magma eine Temperatur von mehr als 930 °C gehabt haben muß, nachdem thermisches Gleichgewicht erreicht war — sonst hätten die Enklaven sich nicht plastisch verhalten können. Die Gleichzeitigkeit der mafischen Magmen macht es möglich, Probleme des thermischen Budgets zu lösen, die sich aus der Bildung dieser Hochtemperatur-Granite ergeben. Ein beträchtlicher Mantel-Flux muß während ihrer Entstehung geherrscht haben. Dies steht in Übereinstimmung mit Schweredaten und mit dem Vorkommen der Black Hill Gabbros.Die Zusammensetzungen der Enklaven variieren von Dolerit und Quarz-Diorit bis zu leukokratischen Varietäten. Zusammen mit dem Mannum-Granit und mit den anderen Padthaway Graniten und Gesteinen aus dem Black Hill Gabbro Komplex definieren sie eine Tholeiit-Granophyr-Serie (SiO₂ 49–74%). Obwohl die Zusammensetzung der Enklaven durch Diffusion und Hybridisierung modifiziert wurde, treten thermale Argumente für eine genetische Beziehung zwischen dem mafischen und dem felsischen Magma in den Vordergrund. Nd und Sr Isotopen-Daten des Wirt-Granites und der Enklaven (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7041–0.7060; Nd₁ + 4 to –2) sprechen nicht für eine krustale Herkunft dieser Gesteine. Die Verteilungsmuster inkompatibler Elemente zeigen, daß die A-Typ Granite aus einem stark fraktionierten Magma kristallisierten, und dies stimmt mit rascher Abnahme von Eu/Eu* bei relativ konstantem Nd_i überein. Die hohen Eu/Eu* und die Nd-werte dieses Trends fallen in den Bereich der assoziierten mafischen Gesteine. Dies zeigt, daß die A-Typ Granite der Padthaway-Gruppe auf die Segregation entwickelter residualer Schmelzen zurückgehen, die chemisch und isotopisch ähnlichen Granophyr in den Black Hill Gabbro-Plutonen bilden.

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With 10 Figures     

Verwitterung und Mineralneubildung in Bodenprofilen auf Stubensandstein

Zusammenfassung Zusammenfassend ergibt sich aus der Untersuchung der Profile einer podsolierten Para-Braunerde and Para-Rendsina auf eihem kalkig gebundenen, feldspatreichen Sandstein des unteren Stubensandsteins folgender Verlauf der Verwitterung:Zunächst wird das kalkige Bindemittel herausgelöst. Dadurch entsteht ein hochporöses, hochdurchässiges Gerüst.Die Verwitterung zeigt sick im wesentlichen in einer Veränderung der Feldspite und einer Tonrnineralumbildung: Die Feldspäte warden aufgelöst, verbunden mit einern Kornzerfall in den Horizonten f (A₁), B_fe und A_he. Der primäre Illit verliert irn Verlauf der Verwitterung K⁺-Ionen und billet lurch Einlagerung von H₃O⁺-Ionen quellfähige Schichten. Rises Entwicklung zeichnet sich vorwiegend im Oberboden ab. Dutch Einlagerung von Aluminiumhydroxid in die Zwischenschichten entsteht ein 14 Å-Mineral, vorwiegend im B_fe-Horizont.In dem wegen der Entkalkung hochporösen, hochdurchlässigen laden werden feinstkörnige Tonanteile durch herabsickerndes Wasser inechanisch verlagert. Dabei komInt es zu einer bevorzugten Anreicherung des feinerkörnigen Illits und des Mixed-Layer Illit-Montmorillonit im B _t -Horizont, zurückbleibt das 14 Å-Mineral im B_fe-Horizont. Die Anreicherung im B _t -Horizont führt zur Bildung eines auffallend plastischen Sandes (Honigsand).

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Soil formation on calcite-cemented sandstone of the Middle Keuper (Stubensarldstein) is, studied in two profiles (Podsolierte Para-Braunerde and Para-Rendsina).The main results of weathering are: dissolution of calcite, alteration of feldspars and changes in the clay mineral composition.Solution of feldspars along cleavages and subsequent mechanical desintegration have caused a concentration of fine sand and silt in the top soil.Of the clay minerals in the soils, kaolinite, illite and part of the mixed layer illite-montmorillonite are inherited from the parent material.A. 14 Å mineral is restricted to the B_fe- and f(A₁)-horizons of the podsolic profile. Ionic complexes of aluminium and hydroxyl released during feldspar alteration were fixed between the montmorillonite layers of the mixed layer mineral. This process, plus continuing supply of montmorillonite layers by the depletion of illite layers, resulted in the 14 Å mineral.The illite and the mixed layer mineral were found to be finer grained than the 14 Å mineral. Thus, the latter remained in the B_fe- and f(A₁)-horizons, whereas the former minerals were washed down in the highly porous soil and concentrated in the B_t-horizon.

     

Amphiboles from Dalradian metasedimentary rocks of NE Scotland: environmental inferences and distinction from amphiboles of meta-igneous amphibolites

Summary Several formations within the lower part of the Dalradian Appin Group are characterised by calcareous and calc-silicate lithologies. Amphibole occurs in these metasedimentary units in a variety of habits, from fine-grained disseminated crystals, through radiating aggregates permeating the whole rock, to dark green layers consisting of over 90% amphibole. Electron microprobe analyses of these amphiboles exhibit simple compositional trends from tremolite, through tremolitic hornblende to magnesio-hornblende. The only significant substitutions are from tremolite towards alumino-tschermakite [MgSi Al^viAl^iv] and from tremolite towards ferri-tschermakite [MgSi Fe^viAl^iv].This is in marked contrast to amphiboles from nearby suites of metavolcanic rocks and intrusive metadolerites which exhibit four coupled substitutions, leading from tremolite towards the ferro-actinolite, edenite, alumino-tschermakite and ferritschermakite end-members. These distinctive compositional trends may aid the distinction between para- and ortho-amphibolites elsewhere.Tremolitic amphibole commonly constitutes a high proportion of the calc-silicate rocks, the only other phases present being quartz ± phlogopite. Carbonate minerals are notably absent. This suggests that the sedimentary protolith was high in Mg, such as a dolomitic marl, possibly containing some magnesite. Sedimentological considerations suggest deposition in tropical latitudes in restricted coastal lagoons forming part of an extensive stable shelf bordering a mature landscape.

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Amphibole in Metasedimenten der Dalradians, NE Schottland: Rückschlüsse auf prämetamorphe Ablagerungsbedingungen und Unterscheidung von Amphibolen aus orthomagmatischen Amphiboliten

Zusammenfassung Mehrere Formationen im unteren Teil der Appin Gruppe der Dalradians sind durch karbonatische und kalk-silikatische Lithologien gekennzeichnet. Amphibole treten in diesen metasedimentären Einheiten in verschiedener Ausbildung auf, als feinkörnige, disseminierte Kristalle, als radialstrahlige, die Gesteine durchwachsende Aggregate und in dunkelgrünen, zu mehr als 90% aus Amphibolen bestehenden Lagen. Elektronenstrahl-Mikrosondenuntersuchungen belegen einfache mineralchemische Zusammensetzungen, die Tremolite, tremolitische Hornblende und Magnesio-Hornblende umfassen. Die einzige bedeutende Substitution ist die zwischen Tremolit und Alumino-Tschermakit [MgSi Al^viAl^iv] und zwischen Tremolit und Ferri-Tschermakit [MgSi = Fe^viAl^iv].Im Gegensatz dazu zeigen Amphibole aus den nahegelegenen Metavulkaniten und intrusiven Metadoleriten vier Substitutionstrends von Tremolit zu Ferro-Aktinolith, Edenit, Alumino-Tschermakit und Ferri-Tschermakit. Diese unterschiedlichen Trends könnten auch anderswo bei der Unterscheidung zwischen Para- und Orthoamphiboliten behilflich sein. Tremolitische Amphibole machen normalerweise einen Großteil der kalk-silikatischen Gesteine aus, in denen ansonsten nur Quarz ± Phlogopit auftritt. Karbonate fehlen bemerkenswerterweise. Dies weist auf Mg-reiche sedimentäre Protolithe, wie dolomitische Mergel mit möglicherweise etwas Magnesit, hin. Sedimentologische Überlegungen lassen die Ablagerung in abgeschnürten Küstenlagunen tropischer Breiten, die Teil eines weiträumigen stabilen Schelfes waren, vermuten.

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The Managing Editor regrets that the complete text of this paper has already been published in Mineral Petrol 49: 45–62 (1993)