Fluid inclusions related to Variscan and Alpine metamorphism in the Austroalpine Ötztal Basement, Eastern Alps

Summary The Austroalpine Ötztal Basement (AOB) was affected by three metamorphic events during the Caledonian (ca. 450 Ma), Variscan (ca. 320 Ma) and Eo-Alpine (ca. 90 Ma) orogeny. The Variscan and Alpine events are clearly distinguished in terms of pressure and temperature evolution. Significant differences were observed between textures and densities of fluid inclusions of Variscan and Alpine age. Microthermometric and Raman spectroscopic investigations were done on fluid inclusions entrapped in garnet, apatite and quartz. Apatite hosts fluid inclusions of Variscan age which re-equilibrated during the Alpine overprint. Variscan garnets from metasedimentary rocks contain fluid inclusions, which were entrapped during isothermal decompression after the Variscan amphibolite facies temperature peak. The crystallinity of graphite coatings on the walls of fluid inclusions in Variscan garnets from orthogneisses as determined by Raman spectrosocopy indicates formation temperatures in excess of 550 °C. Superdense CO₂ inclusions in quartz indicate isobaric cooling after the Alpine metamorphic temperature peak. The textures and the high density of late aqueous inclusions suggest their entrappment during the Alpine event. Raman spectra from hydrohalite and antarcticite support the presence of Na and Ca in the Variscan metamorphic fluid. Metasomatic reactions involving feldspars lead to the enrichment of these two elements in the fluid phase. The similarities of the chemical compositions of the metamorphic fluids within Variscan and Alpine inclusions suggest minor compositional changes with time and corroborate efficient rock buffering of the fluids. The combination of data from fluid inclusions, petrographic observations and published geothermobarometric data yields an improved and more detailed picture of the Variscan and Alpine metamorphic P-T evolution.

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Flüssigkeitseinschlüsse im Zusammenhang mit variszischer und alpidischer Metamorphose im Ötztalkristallin (Ostalpen)

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin wurde von drei Metamorphoseereignissen während der kaledonischen (ca. 450 Ma), variszischen (ca. 320 Ma) und alpidischen (ca. 90 Ma) Gebirgsbildung Beeinflußt. Die variszischen und alpidischen Ereignisse sind in Bezug auf ihre Druck- und Temperaturentwicklung eindeutig unterscheidbar. Deutliche Unterschiede wurden in den Texturen und den Dichte variszischer und alpidischer Flüssigkeitseinschlüsse beobachtet. Mikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen wurden an in Granat, Apatit und Quarz eingeschlossenen Flüssigkeitseinschlüssen durchgeführt. Apatit führt variszische Flüssigkeitseinschlüsse, die während der alpidischen Überprägung reequilibrierten. Varizischer Granat aus metasedimentären Gesteinen enthält Flüssigkeitseinschlüsse, die während der isothermalen Druckentlastung nach dem variszischen amphibolitfaziellen Temperaturhö-hepunkt eingefangen wurden. Die Kristallinität von Graphitausfdllungen an den Wänden von Flüssigkeitseinschlussen in variszischen Orthogneis-Granaten wurde mit Raman Spektroskopie bestimmt und zeigt Bildungstemperaturen über 550°C an. Hochdichte CO₂-Einschlfisse in Quarz zeigen isobares Abkühlen nach dem alpidischen Metamorphosehöhepunkt an. Die Texturen und die hohe Dichte von späten wässrigen Einschlussen legen deren Einfangen während des alpidischen Ereignisses nahe. RamanSpektren von Hydrohalit und Antarcticit unterstützen das Vorhandensein von Na und Ca im variszisch metamorphen Fluid. Metasomatische Reaktionen unter Beteiligung von Feldspat führten zur Anreicherung dieser beiden Elemente in der fluiden Phase. Die Ähnlichkeiten den chemischen Zusammensetzung des metamorphen Fluides in variszischen und alpidischen Einschlussen legt eine geringe zeitliche Änderung der Zusammensetzung nape und bestätigt eine effiziente Bufferung den Fluide durch das Gestein. Die Kombination von Flüssigkeitseinschlußdaten, petrographischer Beobachtung und Geothermobarometrie aus der Literatur liefert ein verbessertes und detailiertes Bild der variszischen und alpidischen metamorphen P-T Entwicklung.

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With 8 Figures     

A fluid inclusion study of the Sinceni rare-element pegmatites of Swaziland

Summary Fluid inclusions were studied from two groups of pegmatite minerals. One (schorl, garnet, quartz, beryl) represents the main stage of crystallization and the second (cassiterite, schorl-dravite, elbaite) formed in late-stage, mineralized units.Three fluid types were recognized. Type 1 fluid is aqueous and moderately saline with very low C0₂ contents. It forms secondary or pseudosecondary inclusions in the main-stage minerals and primary inclusions in late-stage elbaite, schorl-dravite and cassiterite. Type 2 fluid is carbonic, mixed H₂O-CO₂, and it forms secondary inclusions in main-stage quartz and beryl which were trapped at the solvus conditions (about 325°C), well below the pegmatite solidus. Type 3 fluid is aqueous, highly saline, and contains cubic daughter salts. It occurs as secondary or pseudosecondary inclusions in main-stage quartz.Isochore trajectories and independent P-T information show that inclusions of type 1 fluid in the main-stage minerals cannot be primary although many look to be so. Type 1 fluids were exsolved at a late stage of pegmatite consolidation, forming secondary inclusions in main-stage minerals and primary inclusions in tourmaline and cassiterite from mineralized units. Evidence is inconclusive whether type 2 and 3 fluids represent evolved type 1 fluid or are external fluids.

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Eine Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse in den Seltenelementpegmatiten von Sinceni in Swaziland

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse zweier Probengruppen wurden untersucht. Die eine Gruppe mit Quarz, Schörl, Granat and Beryll wurde bei der Hauptkristallisation der Pegmatite gebildet, die andere Gruppe mit Cassiterit, Schörl-Dravit und Elbait entstand in spätgebildeteten Mineralisationszonen.Drei Fluidarten wurden erkannt. Fluide vom Typ 1 sind wäßrig mit mittlerer Salinität und sehr kleinen Mengen an CO₂. Einschlüsse dieses Types sind sekundär oder pseudosekundär in Minerale, die bei der Hauptkristallisation gebildet wurden und primär in Minerale der Mineralisationszonen. Fluiden vom Typ 2 sind CO₂-H₂O-Gemische, die scheinbar primäre Einschlüsse in Quarz und Beryll bilden, welche aber an dem CO₂-H₂O Solvus (ca. 300°C) gebildet sein müßten und somit sekundär sind. Fluid vom Typ 3 ist hochsalinar mit kubischen Tochterkristallen. Sekundäre oder pseudosekundäre Einschlüsse dieses Typs finden sich in Quarz, der bei der Hauptkristallisation gebildet wurde.Die Lage der Isochoren und unabhängigen P-T-Abschätzungen zeigen, daß die Einschlüsse vorn Typ 1 nicht während der Hauptkristallisation gebildet worden sind, obwohl viele wie primär erscheinen. Daraus folgt, daß die Hauptkristallisation unter fluid-freien Bedingungen verlief. Das Magma entmischte Fluide vom Typ 1 in einem späten Stadium und die Fluide bildeten primäre Einschlüsse in Turmalin und Kassiterit der Mineralisationszonen. Es ist unklar, ob die Fluide der Typen 2 und 3 einer weiteren Entwicklung des Typs 1 entsprechen oder ob sie externe Fluide darstellen.

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With 4 Figures     

Petrogenesis of rare-element pegmatites in the Olary Block, South Australia, part 2. Fluid inclusion study

Summary Fluid inclusions were investigated in quartz, beryl, apatite and triplite from the border and intermediate zones and core of pegmatites within the Proterozoic Olary Block, South Australia. Three compositionally distinct types of inclusions were recognized including pure CO₂ inclusions, mixed H₂O-CO₂ inclusions, and aqueous inclusions with some of them containing a solid phase. Three fluid events occurred during pegmatite formation and subsolidus alteration. Initial fluids are characterised by a low to intermediate salinity (4.1 to 23.4wt% NaCl equivalent), and a composition of about 10 mole% CO₂, 4.2 mole% NaCl equivalent, and 85.6 mole% H2O. Fluids were trapped as homogeneous H₂O-CO₂ phases. The second pulse of fluids was of intermediate to high salinity at 11 to 33 wt% NaCl equivalent. These fluids were most likely trapped as separated CO₂ and H₂O phases. Finally, intermediate to high salinity fluids of post-pegmatite origin with approximately 15 to 30 wt % NaCl equivalent were introduced. The P-T regime for the three fluid events has been estimated at 520° to > 650 °C and 2 to 5 kbars, 400° to 650 °C and 1.8 to 3.3 kbars, and 380° to 480°C and 2.0 to 2.6 kbars, respectively. These conditions indicate a declining pressure path implying a tectonic uplift of the Olary Block during successive fluid emplacements.

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Petrogenese von Seltenelementpegmatiten im Olary Block, Südaustralien, Teil 2. Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse wurden in Quarz, Beryll, Apatit und Triplit von Rand-, Zwischen- und Kernzonen in Pegmatiten des proterozoischen Olary Blocks, Südaustralien, untersucht. Drei Typen von Flüssigkeitseinschlüssen mit verschiedenen Zusammensetzungen wurden erkannt: reine CO₂ Einschlüsse, gemischte H₂O-CO₂ Einschlüsse und wässerige Einschlüsse, wobei einige von diesen feste Einschlüsse aufweisen. Drei Fluid Ereignisse sind den Stadien der Pegmatitbildung und Subsolidus-Alteration zuzuordnen. Die erste Fluidgeneration ist durch geringe bis intermediäre Salinität(4.1 bis 23.4 Gewichts% NaCI Äquivalent) und eine Zusammensetzung von ungefähr 10 Mol % CO₂, 4.2 Mol% NaCl Äquivalent und 85.6 Mol% H₂O charakterisiert. Diese Fluide wurden als homogene H₂O-CO₂ Phasen eingeschlossen. Der zweite Puls von Fluiden war von intermediärer bis hoher Salinität (11 bis 33 Gewichts.% NaCI Äquivalent). Diese Fluide wurden wahrscheinlich als entmischte H₂O und CO₂ Phasen eingeschlossen. Zum Schluß wurden Fluide postpegmatitischen Ursprungs mit intermediärer bis hoher Salinität zugeführt (15 bis 30 Gewichts% NaCI Äquivalent). Der P-T Bereich für die drei Fluid-Ereignisse ist mit 520° bis > 650 °C und 2 bis 5 kbar, 400° bis 650 °C und 1.8 bis 3.3 kbar, und 380° bis 480°C und 2.0 bis 2.6 kbar abgeschätzt worden. Dies weist auf abnehmenden Druck hin und deutet damit eine tektonische Hebung des Olary Blocks während sukkzessiver Fluid-Platznahmen an.

     

Platinum-group minerals in fluid inclusions from the Marathon deposit,Coldwell Complex,Canada

Summary Platinum-group minerals (PGM) project into fluid inclusions that occur in chalcopyrite and cubanite from the Marathon deposit, Two Duck Lake gabbro, Coldwell Complex, Ontario. Semi-quantitative analyses of the micron-sized PGM were made by SEM-EDS; they reveal Ag-bearing intermetallic compounds of Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (i.e., atokitezvyagintsevite-keithconnite) and telargpalite (Pd₂AgTe) on broken, irregular surfaces of the Cu-Fe-S minerals. Halite daughter minerals, and quenched brine occur in and around some opened fluid inclusions. These data confirm the hypothesis based on petrography and mineral compositions that saline fluids remobilized PGE, Cu, and other elements and precipitated them well after crystallization of sulfide and silicate magmas in the Marathon deposit.

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Platin-Gruppenminerale in Flüssigkeitseinschlüssen aus der Marathon Lagerstdtte, Coldwall Komplex, Kanada

Zusammenfassung Platin-Gruppenminerale (PGM) ragen in Flüzssigkeiteinschliisse, die im Kupferkies und Cubanit der Marathon Lagerstätte, Two Duke Lake Gabbro, Coldwell Komplex, Ontario, vorkommen, hinein. Semiqantitative Analysen der mikrongroßen PGM wurden mit einem SEM-EDS durchgeführt. Sie ergaben Ag-führende, intermetallische Verbindungen von Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (Atokit-Zvyagintsevit-Keithconnit) und Telargpalit (Pd₂AgTe) auf zerbrochenen, irregulären Oberflächen der Cu-Fe-SMinerale. Steinsalz-Tochterkristalle und abgeschreckte Salzlösungen treten innerhalb und in der unmittelbaren Umgebung geöffneter Flüssigkeitseinschlüsse auf. Diese Daten bestätigen die Hypothese, basierend auf der Petrographie und der Mineralzusammensetzung, daß saline Fluida PGE, Cu und andere Elemente remobilisieren können, und daß d iese nach der Kristallisation der Sulfide und des Silikatmagmas in der Marathon Lagerstätte zur Ablagerung gekommen sind.

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With 3 Figures     

Fluid regime in the Austrian Moldanubian Zone as indicated by fluid inclusions

Summary Petrographic and fluid inclusion studies were carried out on amphibolites, metapelites and calc-silicate rocks from the Varied Group and the Gföhl Unit of the Austrian Moldanubian Zone. Thermobarometric calculations yield 670–770°C and 7–10 kbar as highest grade conditions for the studied samples. Four fluid inclusion types were identified and measured by microthermometry and Raman analysis: CO₂-(±H₂O) rich, aqueous, CH₄- and N₂-rich inclusions. The oldest fluid, seen as mixed CO₂-H2O inclusions in quartz, infiltrated the Moldanubian rocks at temperatures between 650 and 400°C, causing widespread retrograde metamorphism, as a consequence of thrusting of the Moldanubian rocks over those of the Moravian Zone. During successive uplift stages, fluids continuously evolved to CO₂-richer compositions and lower densities by selective water leakage and density re-equilibration mechanisms. Finally, low salinity aqueous and CH₄- and N₂-rich fluids were trapped during the very late retrograde stage of Variscan metamorphism.

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Fluid-Regime im Niederösterreichischen Moldanubikum abgeleitet aus Flüssigkeitsein-schluß-Untersuchungen

Zusammenfassung An Metabasiten, Metapeliten und Kalksilikatgesteinen der Gföhler Einheit und Bunten Serie des Niederösterreichischen Moldanubikums wurden petrographische und Flüssigkeitseinschluß-Untersuchungen durchgeführt. Thermobarometrische Berechnungen ergaben 670–770°C und 7–10kbar als maximale Metamorphosebedingungen für die untersuchten Gesteine.Vier verschiedene Typen von Flüssigkeitseinschlüssen wurden identifiziert (CO₂-reiche, wäßrige, CH₄,- sowie N₂-reiche Einschlüsse), sowie mittels Mikrothermometrie und Raman-Untersuchungen analysiert. Das älteste Fluid (gemischte CO₂-H₂O Flüssigkeitseinschlüsse) wurde im Zuge der Moravischen Überschiebung aus dem Moravikum freigesetzt und infiltrierte zwischen 650 und 400°C die darüberliegenden moldanubischen Gesteinspakete, woraus umfassende retrograde Umwandlungen resultierten. Während der sukzessiven Abkühlung und Hebung der Gesteine entwickelten sich diese Einschlüsse infolge selektiven Wasserverlustes und kontinuierlicher Dichteanpassung zu wasserärmeren Zusammensetzungen und geringeren Dichten. Die gering salinaren wäßrigen und die CH₄,- and N₂-reichen Einschlüsse sind einem sehr späten retrograden Stadium der Variszischen Metamorphose zuzuordnen.[]

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Abbreviations

Mineral names ab albite - alm almandine - am amphibole - an anorthite - and andradite - bi biotite - cpx clinopyroxene - ga garnet - grs grossularite - Kfsp potassium feldspar - ky kyanite - mu muscovite - or orthoclase - pl plagioclase - pyp pyrope - q quartz - sil sillimanite - sps spessartine - T temperature (°C) - T _h homogenization temperature (to liquid) - T _m melting temperature - P pressure (kbar) - Ma 10⁶ years - MG Monotonous Group - VG Varied Group - GU Gföhl Unit With 4 Figures     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

Summary Platinum-group minerals have been identified in chromitites from the Troodos ophiolitic complex of Cyprus. The host chromitites occur as podiform bodies within the basal harzburgite of the ophiolite, as occasional discontinuous layers in the dunites at the base of the overlying cumulate sequence and rarely as minor schlieren in clinopyroxene dunites at higher levels. Podiform chromitites are generally highly deformed and frequently brecciated while those from the cumulate sequence are well-preserved and display cumulate textures. Chromite grains from bodies at all levels host a broad and mineralogically complex assemblage of inclusions including silicates, platinum-group minerals, base metal sulphides and fluid inclusions, all of which have been studied in detail. The platinum-group minerals (PGM) and base metal sulphides (BMS), which are described here, are modally much less abundant than the silicate inclusions and generally small in size (< 50 µm). PGM comprise sulphides and alloys and are dominated by laurite (RuS₂). Other sulphides are Ru-poor. Alloys include iridosmine, osmian ruthenium and Ru-Fe alloys. Two generations of PGM are believed to be present, the first having been trapped during chromite formation, the second (including most of the alloys) having been formed during serpentinization. The base metal sulphides include common small Ni-Fe sulphides, sometimes associated with silicate inclusions, and larger Cu-rich inclusions, some of which are almost pure chalcopyrite. The origin of the latter is of genetic significance.

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Minerale der Platin-Gruppe aus denn Troodos-Ophiolith, Zypern

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe wurden in verschiedenen Chromititen des Troodos Ophiolithes, Zypern, nachgewiesen. Die Chromitite kommen als podiforme Körper in den basalen Harzburgiten, als gelegentlich unregelmäßige Lagen in den Duniten an der Basis der Kumulat-Abfolge, und selten als Schlieren in den Klinopyroxen-Duniten in höheren Bereichen vor. Podiforme Chromitite sind im allgemeinen intensiv deformiert und häufig brekziiert, während jene aus der Kumulat-Abfolge gut erhalten sind und Kumulat-Texturen zeigen. In Chromiten aus allen Niveaus des Ophiolithes kommt eine umfangreiche, und mineralogisch komplexe Assoziation von Einschlüssen vor; diese umfassen Silikate, Platingruppen-Minerale, Buntmetallsulfide und FlüssigkeitsEinschlüsse. Die Platingruppen-Minerale (PGM) und Buntmetallsulfide (BMS) die hier beschrieben werden, sind modal weniger verbreitet als die Silikateinschlüsse, und sind meist sehr feinkörnig ( < 50 µm). Die PGM umfassen Sulfide, einerseits dominiert von Laurit (RuS₂), aber auch Ruthenium-arme Sulfide, und Legierungen, bestehend aus Iridosmin, Osmium-führendes Ruthenium und Ruthenium-Eisenlegierungen. Die PGM können zwei Generationen zugeordnet werden. Die erste wurde während der Bildung der Chromite eingeschlossen, die zweite (und hierzu gehören die meisten Legierungen) wurden während der Serpentinisierung gebildet. Die Buntmetallsulfide unfassen die bekannten Nickel-Eisen-Sulfide, die manchmal mit Silikateinschlüssen vergesellschaftet sind, und größere Kupfer-reiche Einschlüsse, die zum Teil reiner Kupferkies sind. Die Entstehung dieser Einschlüsse ist von Bedeutung für die Genese.

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With 13 Figures     

Mikrothermometrische Untersuchungen an ostalpinen Lagerstätten

Zusammenfassung Aus dem Bereich alpiner Kluftparagenesen des Tauernfensters, der Niederen Tauern, des variszischen Altkristallins der östlichen Ostalpen und einigen Lagerstätten außerhalb des metamorphen Bereiches werden mikrothermometrische Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen in Quarzen durchgeführt. Dabei wird die Arbeitsmethodik erläutert und die Meßergebnisse interpretiert. Nach diesen bestehen die Einschlüsse im wesentlichen aus wäßrigen Lösungen mit wechselnden Gehalten an Natriumchlorid, aus gasförmigem und flüssigem CO₂, selten mit Gehalten an Kohlenwasserstoffen sowie festen Phasen, im wesentlichen NaCl. Das Verhältnis CO₂/H₂O, H₂O/NaCl sowie die Homogenisierungstemperaturen von flüssigen und gasförmigen Phasen geben Hinweise auf dieP/T-Bedingungen zur Zeit des Kristallwachstums.

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Microthermometrical investigations on mineral deposits of the eastern alps

Summary Fluid inclusions in quartz from Alpine mineral veins in the Tauern Window, in the Niedere Tauern, in Variscian metamorphic complexes and from deposits in nonmetamorphic environments have been investigated. Inclusions carry aqueous solutions with varying NaCl-content, as well as CO₂ as vapour and liquid. Rarely, hydrocarbons and solid NaCl have been recorded. The ratios CO₂/H₂O and H₂O/NaCl, and homogenisation temperatures of fluid and vapour phases facilitate the determination ofP/T-conditions during crystal growth.

     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Characteristics of post-depositional fluids in the Witwatersrand Basin

Summary Four metamorphic/hydrothermal fluid systems were identified in detailed microthermometric and spectroscopic investigations carried out on fluids trapped in late-stage quartz veins sampled throughout the Witwatersrand Basin. These include aqueous, H₂O-CO₂-rich, H₂O-CH₄-CO₂-rich and CH₄-N₂-rich fluids. Early inclusion populations are dominated by H₂O- and CO₂-rich fluid systems. Cross-cutting these early fluid populations are trails of inclusions that contain CH₄, C₂H₆, N₂, H₂ and H₂S (vapour-rich inclusions). Fault-related quartz veins, in particular, are characterized by these later fluid types. A common feature of some of these later fluids is the presence of hydrocarbons and daughter crystals. A very late phase of aqueous fluids occurs in most samples as transgranular inclusion trails. P-V T-X considerations as well as chlorite geothermometry, mineral assemblages and burial conditions suggest entrapment temperatures of between 200°C and 400°C and locally up to 500°C. Fluid chemistry suggests that the post-depositional C-O-H fluids affecting the sediments have oxygen fugacities between Q-F-M and Ni-NiO in the range 300°C to 400°C. This accounts for the widespread preservation of detrital uraninite and gold remobilization along major fluid conduits.

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Charakterisierung von post-sedimentären Fluiden im Witwatersrand-Becken

Zusammenfassung Vier verschiedene Arten von metamorphen/hydrothermalen Flüssigkeitseinschlüssen wurden im Zuge von detaillierten mikrothermometrischen und spektroskopischen Untersuchungen an Flüssigkeiten in Proben von spätgebildeten Quarzgängen aus dem Gesamtbereich des Witwatersrand-Beckens identifiziert. Bei diesen Flüssigkeiten konnten wässerige, H₂O-CO₂-reiche, H₂O-CH₄-CO₂-reiche und CH₄-N₂-reiche Typen unterschieden werden. Bei frühgebildeten Einschlüssen dominieren H₂O- und CO₂-reiche Flüssigkeiten. Die frühen Einschlüsse kommen entlang verheilter Bruchflächen vor und werden von einer späteren, gasreichen Generation durchkreuzt, die CH₄, C₂H₆, N₂, H₂, und H₂S enthält. Insbesondere Quarzgänge, die an Verwerfungen gebunden sind, enthalten Flüssigkeitseinschlüsse des letzteren Typs. Einige dieser Flüssigkeiten haben die Anwesenheit von Tochterkristallen und hydrokarbonischer Komponenten gemeinsam. Eine sehr späte Generation von wäßrigen Flüssigkeiten kommt in den meisten Proben in der Form von trans-granularen Einschlussbahnen vor. Berücksichtigung von P-V-T-X Bedingungen und Chlorit-Thermometrie, von Mineralparagenesen und Überlagerungsmächtigkeit weisen auf Bildungstemperaturen zwischen 200 und 400 °C, lokal bis zu 500 °C. Die Zusammensetzungen der Flüssigkeiten deuten an, daß die spät-bis post-diagenetischen C-O-H Flüssigkeiten, die auf die Sedimente einwirkten, Sauerstoffugazitäten im Bereich zwischen Q-F-M und Ni-NiO, für Temperaturen von 300 bis 400 °C, hatten. Dies erkärt, warum detritischer Uraninit in weiten Bereichen des Beckens auftritt und warum Remobilisierung von Gold entlang von Zonen hoher Fluidwegsamkeit stattfinden konnte.

     

Understanding Vesuvius magmatic processes: evidence from primitive silicate-melt inclusions in medieval scoria clinopyroxenes (Terzigno Formation)

Summary Microthermometric investigations of silicate-melt inclusions and electron microprobe analyses were conducted on experimentally homogenized silicate-melt inclusions and on the host clinopyroxenes from 4 scoria samples of different layers from the Mt. Somma-Vesuvius medieval eruption (Formazione di Terzigno, 893 A.D.). The temperature of homogenization, considered the minimum trapping temperature, ranges from 1190 to 1260 ± 5 °C for all clinopyroxene-hosted silicate melt inclusions.The major and minor-element compositional trends shown by Terzigno scoria and matrix glass chemical analysis are largely compatible with fractional crystallization of clinopyroxene and Fe-Ti oxides. Sulfur contents of the homogenized silicate-melt inclusions in clinopyroxene phenocrysts compared with that in the host scoria show that S has been significantly degassed in the erupted products; whereas, Cl has about the same abundance in the inclusions and in host scoria. Fluorine is low (infrequently up to 800 ppm) in the silicate-melt inclusions compared to 2400 ppm in the bulk scoria.Electron microprobe analyses of silicate-melt inclusions show that they have primitive magma compositions (Mg# = 75-91). The composition of the host clinopyroxene phenocrysts varies from typical plinian-related (Mg#85) to non plinian related (Mg#85). The mixed source of the host clinopyroxenes and primitive nature of the silicate-melt inclusions implies that these phenocrysts, in part, may be residual and/or have a polygenetic origin. The similar variation trends of major and minor-elements between homogenized silicate-melt inclusions from the Terzigno scoria, and silicate-melt inclusions in olivine and diopside phenocrysts from plinian eruptions (Marianelli et al., 1995) suggest that the trapped inclusions represent melts similar to those that supplied the plinian and sub-plinian magma chambers. These geochemical characteristics suggest that the Vesuvius magmatic system retained a vestige of the most recent plinian event.

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Primitive Silikatschmelz-Einschlüsse in Klinopyroxenen aus mittelalterlichen Schlaken der Terzigno Formation — Ein Beitrag zum besseren Verständnis der magmatischen Prozesse des Vesuvs

Zusammenfassung Mikrothermometrische Untersuchungen von Silikatschmelz-Einschlussen und EMS Analysen wurden an experimentell homogenisierten Silikatschmelz-Einschlussen und an Klinopyroxenen von vier Schlackenproben durchgeführt. Die Proben stammen aus verschiedenen Lagen der mittelalterlichen Mt. Somma-Vesuv Eruption (Terzigno Formation, 893 n. chr.). Die Homogenisierungstemperaturen, sie werden als die minimalen Einschlußtemperaturen interpretiert, reichen von 1190–1260±5 °C.Die Trends der Haupt- and Spurenelemente der Terzigno Schlacken and des MatrixGlases sind weitgehend mit fraktionierter Kristallisation von Klinopyroxen und Fe-TiOxiden kompatibel. Der Vergleich der Schwefel-Gehalte der homogenisierten Einschlüsse in den Klinopyroxen-Phdnokristallen mit denen der Schlacken zeigt, daß beträchtliche Mengen an Schwefel in den Eruptionsprodukten durch Entgasung verlorengingen. Chlor hingegen zeigt in etwa die gleiche Verteilung in den Einschlüssen und in der Wirtsschlacke. Die Fluorgehalte in den Einschlüssen (selten bis zu 800 ppm) Bind im Vergleich zu den Schlacken (2400 ppm) niedrig.EMS-Analysen der Silikatschmelz-Einschlüsse belegen eine primitive Schmelzzusammensetzung (#Mg = 75–91). Die Zusammensetzung der Klinopyroxen-Phänokristalle variiert zwischen plinianischen Typen (#Mg 85) und nicht-plinianischen (#Mg85). Die heterogene Quelle der Klinpyroxene and die primitive Natur der Einschlüsse lassen vermuten, daß die Phänokristalle residualen und/oder polygenetischen Ursprungs sind. Ähnliche Haupt- und Spurenelementtrends der untersuchten Einschlüsse mit jenen von Einschlüssen in Olivin- und Diopsid-Phänokristallen aus plinianischen Eruptionen (Marianelli et al., 1995) legen die Vermutung nahe, daß die Einschlüsse ähnliche Schmelzen repräsentieren, wie jene, die die plinianischen und die sub-plinianischen Magmenkammern versorgt haben. Diese geochemischen Charakteristika belegen, daß das magmatische System des Vesuvs eine Spur des jüngsten plinianischen Ereignisses bewahrt hat.

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With 11 Figures     

Plutonic inclusions and olivines in high-K volcanics from Ulreung island,Korea

Summary Major and trace element data are presented for four alkali gabbroic inclusions, two monzonitic inclusions, and nine syenitic inclusions from Ulreung island, Korea. Analytical results are also given for the mineral constituents. Although the major element chemistry suggests that the plutonic inclusions are comagmatic with the associated volcanic rocks, the trace element data demonstrate that they do not represent a simple liquid line of descent. In addition, the mineralogical data indicate that they are not likely to represent cumulates on the floor of the magma chamber from which the observed volcanic rocks have been derived. Titanbiotite crystallization preceded kaersutite crystallization in the plutonic rocks but that order was inverse in the volcanic rocks. The trachytic-phonolitic rocks contain Fe-rich olivine phenocrysts, whereas the plutonic inclusions do not. These discrepancies can be accounted for by the assumption that the investigated plutonic rocks represent some cumulus parts of intrusive bodies solidified at shallower depth than the magma reservoir beneath the island. Petrographic features of the gabbroic inclusions are suggestive that olivine was probably in a reaction relationship with liquid to form titanbiotite. Comparison with petrological data of the volcanic rocks also implies that olivine was in a reaction relationship with an intermediate alkalic magma in both the intruded magmas at shallow depth and in the magma chamber at great depth. This is the cause of the olivine compositional gap in the high-K volcanic suite. Titanbiotite is a major reaction product.

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Plutonische Einschlüsse und Olivine in Kalium-reichen Vulkaniten von Ulreung Island, Korea

Zusammenfassung Haupt- und Spurenelementdaten von vier alkalischen gabbroiden, zwei monzonitische Haupt- und Spurenelementdaten von vier alkalischen gabbroiden, zwei monzonitische und neun syenitischen Einschlüssen von Ulreung Island, Korea, sowie analytische Daten der Mineralkomponenten werden vorgelegt. Obwohl der Hauptelementchemismus andeutet, daß die plutonischen Intrusionen und die vergesellschafteten vulkanischen Gesteine comagmatisch sind, zeigen die Spurenelementdaten, daß diese nicht eine einfache Magmenlinie darstellen. Außerdem zeigen die mineralogischen Daten an, daß die Gesteine wahrscheinlich keine Kumulate vom Boden der Magmenkammer sind, von welcher die beobachteten vulkanischen Gesteine herstammen. In den plutonischen Gesteinen kristallisierte Titan-Biotit früher als der Kaersutit. In den vulkanischen Gesteinen ist diese Reihenfolge jedoch umgekehrt. Die trachitischen/phonolitischen Gesteine enthalten im Gegensatz zu den plutonischen Einschlüssen Fe-reiche Olivin-Phenokrysten. Diese Unterschiede können durch die Annahme erklärt werden, daß die untersuchten plutonischen Gesteine bestimmte Kumulate eines intrusiven Körpers sind, der in geringerer Tiefe als das Magmenreservoir unterhalb der Inseln erstarrte. Petrographische Kennzeichen von gabbroischen Einschlüssen deuten darauf hin, daß der Olivin wahrscheinlich mit der Schmelze reagiert hat und Titan-Biotit bildete. Ein Vergleich der petrographischen Daten der vulkanischen Gesteine Vergleich der petrographischen Daten der vulkanischen Gesteine läßt ebenfalls den Schluß zu, daß Olivin mit einem intermediären alkalischen Magma in beiden, dem intrudierten Magma in geringer Tiefe und der Magmakammer in großer Tiefe, reagierte. Dies ist der Grund für die Lücke in der Olivinzusammensetzung in der Kalium-reichen vulkanischen Suite. Titan-Biotit ist ein Hauptreaktionsprodukt.

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With 9 Figures     

Large pseudomorphous trapezohedra of analcime and pumpellyite after leucite,Aghda area,Central Iran

Summary Spectacular large (3 cm) euhedral trapezohedra composed of single crystals of analcime or aggregates of pumpellyite occur in three stratigraphically adjacent phonolitic lavas from Aghda. The trapezohedra contain concentrically arranged inclusions of plagioclase, pyroxene, titanomagnetite and apatite which are fresh in the analcime but extensively altered in the pumpellyite. The analcime crystals are remarkably homogeneous in composition and are interpreted as having formed by ion-exchange pseudomorphous replacement of primary leucite. In the lower phonolite, however, the analcime became unstable and was replaced by pumpellyite which has a wide compositional range, reflecting variable input of Fe, Mg, Ca and Al from the precursor analcime and alteration of inclusions. The occurrence of analcime and pumpellyite at Aghda is indicative of zeolite facies conditions with low f_{CO 2}and H₂O activity and probably high P_fluid.

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Große pseudomorphe Trapezoeder von Analcim im Pumpellyit nach Leuzit, Aghda-Gebiet Zentraliran

Zusammenfassung Ungewöhnlich große idiomorphe Trapezoeder, die aus einzelnen Kristallen von Analcim oder aus Aggregaten von Pumpellyit bestehen, kommen in drei stratigraphisch benachbarten phonolitischen Lagen von Aghda vor. Die Trapezoeder enthalten konzentrisch verteilte Einschlüsse von Plagioklas, Pyroxen, Titanomagnetit und Apatit, die im Analcim frisch, im Pumpellyit jedoch intensiv umgewandelt sind. Die Analcim-Kristalle sind von bemerkenswerter Homogenität in ihrer Zusammensetzung und werden auf pseudomorphe Verdrängung von primärem Leucit durch Ionenaustausch zurück-geführt. Im unteren Phonolit ist der Analcim jedoch instabil geworden, und wurde durch Pumpellyit ersetzt, der ein weites Spektrum von Zusammensetzungen erkennen läßt und auf variierende Zufuhr von Fe, Mg, Ca, and Al vom Vorläuferanalcim und auf Umwandlung von Einschlüssen hinweist. Das Vorkommen von Analcim und Pumpellyit bei Aghda ist ein Hinweis auf Zeolithfazies-Bedingungen mit niedrigen f_{CO 2} und H₂O und hohem P_fluid.

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With 5 Figures     

Petrogenesis of sulphide-bearing reaction zones in the Coolac ultramafic belt,New South Wales,Australia

The Coolac ultramafic belt consists dominantly of variably serpentinised harzburgite and contains a diversity of tectonic inclusions. Reaction zones of chlorite-, talc- and Ca-Al silicate-rich rocks are commonly developed between serpentinites and either tectonic inclusions or country rocks. The chlorite-and talc-rich parts of the reaction zones typically contain sparsely disseminated to rarely massive Cu- and Fe-bearing sulphides, variable sphalerite, and minor Ni- (-Co-Fe) sulphides, arsenides and sulpharsenides, Pb and Bi minerals. The reaction zones have formed concomitantly with the serpentinisation of the harzburgite at temperatures of 100°–350°C and at pressures of <6 kb. Migration of Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu and Zn has occurred from the ultramafic rocks to the reaction zones. The sulphur content of the ultramafic rocks increased during serpentinisation, but decreased markedly in the final stage of the process owing possibly to rising oxygen fugacity. The availability of sulphur during serpentinisation may have enabled sulphide minerals to form from the concentration of base metals in the reaction zones.

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Zusammenfassung Der ultrabasische Gürtel von Coolac besteht vorwiegend aus unterschiedlich serpentinisiertem Harzburgit und weist mannigfaltige tektonische Einschlüsse auf. Reaktionszonen Chlorit-, Talk-, und Ca-Al-Silikat-reicher Gesteine sind gewöhnlich entwickelt im Kontaktbereich zwischen serpentinisiertem Harzburgit und entweder tektonischen Einschlüssen oder Gesteinen der Umgebung. Die Chlorit- und Talk-reichen Partien der Reaktionszone enthalten typischerweise fein verteilte, seltene Konzentrationen von Cu- und Feführenden Sulphiden, mit wechselndem Zinkblendegehalt, und untergeordnet Ni(-Co-Fe) Sulphide, Arsenide und Schwefel-haltige Arsenide, sowie Pb-und Bi-haltige Mineralien. Die Reaktionszonen entstanden zusammen mit der Serpentinisierung des Harzburgits bei Temperaturen von 100°–350°C und unter einem Druck von <6 Kb. Migration von Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu und Zn verlief von den ultrabasischen Gesteinen zu den Reaktionszonen. Der Schwefelgehalt der ultrabasischen Gesteine nahm während der Serpentinisierung zu, verringerte sich jedoch auffällig im letzten Stadium des Prozesses, möglicherweise wegen der zunehmenden Verflüchtigung des Sauerstoffes. Das Angebot von Schwefel während der Serpentinisierung mag der Grund für die Bildung von Sulphiden aus Schwermetallkonzentration in den Reaktionszonen gewesen sein.

     

Platinum-group minerals in chromitites from the ojen lherzolite massif (Serrania de Ronda,Betic Cordillera,Southern Spain)

Summary Chromitites (Cr ores) of the Ojen lherzolite massif (Serranía de Ronda, Betic Cordillera, Southern Spain) were found to contain platinum-group minerals (PGM) as discrete inclusions in the chromite and in the associated silicates. The PGM mineralogy consists of sulfides [laurite, erlichmanite, malanite, unnamed (Ni-Fe-Cu)₂ (Ir, Rh) S₃, unidentified Pd-S], sulfarsenides (irarsite, hollingworthite, ruarsite, and osarsite), arsenides [sperrylite, unidentified (Pd, Ni)-As], one unidentified Pd-Bi compound, and native platinum group elements (PGE) consisting of Ru and Pt-Fe alloys. Textural considerations suggest that the PGE chalcogenides with S and As were formed in the high-temperature magmatic stages, as part of the chromite precipitation event (primary PGM), in contrast with the native PGE, which originated during the low-temperature serpentinization of the ultramafic host of the chromitites (secondary PGM).The primary PGM inclusions in the Ojen chromite are unusual compared with PGM inclusions in chromitites from tectonitic upper-mantle of ophiolites and other alpine-type complexes in that i) they display a great variety of mineral species sulfides, sulfarsenides and arsenides, and ii) comprise specific phases of all six PGE. The singularity of the primary PGM mineralization probably reflects high activities of both S and As during chromite precipitation at Serrania de Ronda to be related with particular physico-chemical conditions during uplifting of sub-continental, astenospheric mantle.The nature, composition, and paragenetic association of secondary PGM at Ojen confirm the relatively-high mobility of the PGE at low temperature, and indicate that remobilization can be selective under appropriate redox conditions causing separation and redistribution of the PGE in the rocks as a result of the alteration process.

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Platingruppen-Minerale in chromititen aus dem ojen-lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien)

Zusammenfassung Platingruppen-Minerale in Chromititen aus dem Ojen-Lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien) In den Chromititen (Cr-Erzen) aus dem Ojen-Lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien) warden Platingruppen-Minerale (PGM) als einzelne Einschlüsse im Chromit and in den begleitenden Silikaten gefunden. Die Mineralogie der PGM setzt sich aus Sulfiden [Laurit, Erlichmanit, Malanit, einem unbenannten (Ni-Fe-Cu)₂ (Ir, Rh)S₃ und einem nicht identifizierten Pd-S], Sulfarseniden (Irarsit, Hollingworthit, Ruarsit und Osarsit), Arseniden [Sperrylit, einem nicht identifizierten (Pd, Ni)-As], einer nicht identifizierten Pd-Bi-Verbindung sowie gediegenen Platingruppen-Elementen (PGE) bestchend aus Ru and Pt-Fe-Legierungen, zusammen. Texturelle Untersuchungen haben ergeben, daß die PGE-Chalkogenide mit S und As im Zuge der Chromitfällung (primäre PGM) in den hochtemperierten, magmatischen Stadien gebildet warden, während die gediegenen PGE während der niedriggradigen Serpentini sierung des ultramafischen Nebengesteins der Chromitite (sekundäre PGM) gebildet warden.Die primären PGM-Einschlüsse in den Ojen-Chromiten sind im Vergleich zu PGM-Einschlüssen in Chromititen aus dem tektonisierten oberen Mantel in Ophiolithen und anderen alpinotypen Komplexen ungewöhnlich: i) Einerseits zeigen sie eine große Vielfalt an Mineralarten aus der Gruppe der Sulfide, Sulfarsenide und Arsenide. ii) Andererseits enthalten sie spezifische Phasen aller sechs PGE. Die Einzigartigkeit der primären PGM-Mineralisation könnte hohe Aktivitäten von S and As während der Chromit-Fällung in Serranía de Ronda widerspiegeln, die mit besonderen physiko-chemischen Bedingungen während der Hebung des subkontinentalen, asthenosphärischen Mantels zusammenhängen.Die Art, die Zusammensetzung and die paragenetische Vergesellschaftung von sekundären PGM in Ojen bestätigen die relativ hohe Mobilität der PGE bei niedriger Temperatur und zeigen, daß die Remobilisierung unter geeigneten Redox-Bedingungen selektiv wirken kann, wodurch eine Trennung und Neuverteilung der PGE in den Gesteinen als Ergebnis des Alterationsprozesses bewirkt wird.

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With 7 Figures     

Platinum-group minerals and other solid inclusions in chromite of ophiolitic complexes: Occurrence and petrological significance

Summary Platinum-group mineral, silicate and other solid and fluid inclusions occur in disseminated and massive chromite in a variety of lithologies from ophiolitic and other mafic-ultramafic complex-types. The inclusions are small (<250 microns) and randomly distributed throughout their host. Silicate inclusions are modally more abundant than the other inclusion types. Platinum-group mineral phases are ruthenium-rich sulphides and PGE alloys are osmium-rich. Mafic silicates (olivine, pyroxenes, pargasitic-amphiboles, micas) are magnesium-, titanium-, and alkali-rich and felsic silicates are sodium-rich (albite, nepheline).The intimate association of these inclusions with chromite suggests that their origin must be considered within a chromite crystallization model. A hypothesis of origin is suggested wherein the platinum-group minerals and silicates are trapped as discrete, crystalline euhedral phases and silicate liquid during the precipitation of chromite. The similarity of physical characteristics, modal mineralogy and chemical compositions indicates that this model may be applicable to all mafic-ultramafic complex-types.

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Minerale der Platin-Gruppe und andere feste Einschlüsse in Chromiten aus Ophiolit-Komplexen: Vorkommen und petrologische Bedeutung

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe, Silikate und andere feste und flüssige Einschlüsse kommen in disseminierten und massiven Chromiten in einer Vielzahl von Gesteinen in ophiolitischen und anderen mafisch-ultramafischen Komplexen vor. Die Einschlüsse sind klein (<250 microns) und unregelmäßig im Chromit verteilt. Silikat-Einschlüsse sind modal weiter verbreitet als andere Arten von Einschlüssen. Minerale der Platin-Gruppe sind durch Ruthenium-reiche Sulfide und Osmium-reiche Legierungen vertreten. Mafische Silikate (Olivin, Pyroxen, pargasitische Amphibole, Glimmer) sind Magnesium-, Titan- und Alkali-reich; felsische Silikate sind Natrium-reich (Albit, Nephelin).Die ausgeprägte Assoziation dieser Einschlüsse mit Chromit weist darauf hin, daß ihre Herkunft im Zusammenhang mit einem Kristallisations-Modell für Chromit zu sehen ist. Ein genetisches Konzept wird vorgelegt, wobei die Platin-Gruppen-Minerale als gut ausgebildete, idiomorphe kristalline Phasen, und die Silikate als Silikatschmelze während des Ausfallens des Chromites eingeschlossen werden. Die Ähnlichkeit der physikalischen Eigenschaften, der modalen mineralogischen Zusammensetzung und der chemischen Zusammensetzung weisen darauf hin, daß dieses Modell auf alle mafisch-ultramafischen Komplexe anzuwenden ist.

     

Ariégite,Spinell-Peridotite und Phlogopit-Klinopyroxenite aus dem Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland

Zusammenfassung Der nephelinbasanitische Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland führt Einschlüsse von Ariégiten, Spinell-Peridotiten und Phlogopit-Klinopyroxeniten. Chemische Untersuchungen an den Gesteinen und ihren koexistierenden Mineralphasen führen zu der Annahme, daß die Spinell-Peridotite und Ariégite in Bereichen des oberen Erdmantels im Zusammenhang mit der Bildung basischer Schmelzen entstanden sind. Die Bildung der Phlogopit-Klinopyroxenite fand dagegen unter Bedingungen, die tieferen Krustenbereichen entsprechen, statt.

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Ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites from the Tuff of Tobaj, southern Burgenland, Austria

Summary Nephelinbasanitic tuffs near Tobaj, Burgenland (Austria), contain inclusions of ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites. The chemical compositions of the rocks and of their coexisting minerals are indications for a probable formation from a basic magma of both the ariégites and the spinel-peridotites in the upper earth mantle. The phlogopiteclinopyroxenites were formed in the deeper part of the earth crust.

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Mit 3 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

Al-spinels in primitive arc volcanics

Summary Al-rich spinels (100Cr/(Cr + Al) < 5, Al₂O₃ > 50 wt%) are common in alpine peridotites, both terrestrial and lunar mafic and ultramafic cumulates, and in certain metamorphic rocks, but they are apparently rare in terrestrial volcanic rocks. Here we describe the occurrence of Al-rich spinel inclusions in olivine phenocrysts in island arc volcanic rocks from five new localities: Bukit Mapas (Sumatra) and eastern Bali in the Sunda arc, and Epi, Merelava, and Ambrym islands in the Vanuatu arc. More commonly, relatively Cr-rich spinels also occur as inclusions in the saine olivine phenocrysts, and it appears that the Cr-poor aluminous spinels must be in disequilibrium with the host basaltic melts. In the rocks studied, Al-rich spinels also coexist with trapped silicate glasses and highly aluminous clinopyroxene in melt inclusions in olivine. This paragenesis suggests an origin involving contamination by localized Al-rich melt pockets as opposed to a xenocrystic origin. Two mechanisms to produce this high-Al melt in basaltic magma chambers are suggested: (1) localized high-Al melt production by complete breakdown of assimilated lower crustal gabbroic rocks. In this model the high-Al melt may crystallise Al-rich spinels which are subsequently trapped as solid inclusions by phenocryst phases of the host basaltic melt or may be trapped as melt inclusions in which Al-rich spinels and Al-rich clinopyroxene crystallise as daughter phases, and (2) in congruent breakdown of amphibole in amphibole-rich cumulates in sub-arc, or sub-OIB volcano magma chambers. The latter reaction produces a melt with 20–22% of Al₂O₃, aluminous clinopyroxene, Al-rich spinel and olivine. Mixing between these amphibole breakdown products and host basaltic melt may occur throughout the evolution of a magmatic system, but particularly during recharge with hot magnesian basalt batches. Aluminous spinels and aluminous clinopyroxene produced during amphibole breakdown, or perhaps crystallised from aluminous melt produced in the saine reaction, are incorporated into the magma during recharge, and subsequently trapped, together with the coexisting Cr-spinels, by crystallising olivine and clinopyroxene.

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Al-Spinelle in primitiven Inselbogen-Vulkaniten

Zusammenfassung Al-reiche Spinelle (100Cr/(Cr + Al) < 5, Al₂O₃ > 50 Gew.%) sind in alpinen Peridotiten, in terrestrischen und lunaren mafischen und ultramafischen Kumulaten und in manchen metamorphen Gesteinen weit verbreitet, aber sie scheinen in terrestrischen, vulkanischen Gesteinen selten zu sein. Wir beschreiben hier das Vorkommen von Al-reichen Spinell-Inklusionen in Olivinkristallen von Inselbogen-Vulkaniten von 5 neuen Lokalitäten: Bukit Mapas (Sumatra) und Ost-Bali im Sunda-Bogen und die Inseln Epi, Merelava und Ambrym im Vanuatu-Bogen. Relativ Cr-reiche Spinelle kommen häufiger auch als Einschlüsse in denselben Olivin-Kristallen vor, und es scheint, daß Chrom-arme Aluminiumspinelle im Ungleichgewicht mit ihren basaltischen Mutterschmelzen stehen. In den untersuchten Gesteinen kommen Al-reiche Spinelle zusammen mit Silikatgläsern und Aluminium-reichen Klinopyroxenen in Schmelzeinschlüssen in Olivinen vor. Diese Assoziation weist auf einen Ursprung hin, der Kontamination durch lokalisierte Al-reiche pockets von Schmelze involviert; dies steht im Gegensatz zu einem Ursprung als Xenokristalle. Wir schlagen zwei Mechanismen vor, die diese Aluminium-reiche Schmelze in basaltischen Magmakammern erzeugen können: (1) lokalisierte Produktion von Aluminium-reicher Schmelze durch vollkommene Auflösung von assimilierten gabbroischen Gesteinen aus der unteren Kruste. In diesem Modell kann die Aluminium-reiche Schmelze Al-reiche Spinelle kristallisieren, die dann anschließend als feste Einschlüsse von Phenokristallen in der basaltischen Mutterschmelze eingefangen werden oder als Schmelzeinschlüsse, in denen Al-reiche Spinelle und Al-reiche Klinopyroxene als Tochterphasen kristallisieren. (2) Inkongruenter Zerfall von Amphibol in Amphibol-reichen Kumulaten in Magmakammern unter Inselbögen oder unter OIB-Vulkanen. Die letztgenannte Reaktion erzeugt eine Schmelze mit ungefähr 20–22% Al₂O₃, Aluminium-haltigen Klinopyroxen, Al-reichen Spinell und Olivin. Mischung zwischen diesen Produkten des Zerfalls von Amphibol und basaltischer Mutterschmelze kann während der ganzen Evolution eines magmatischen Systems stattfinden, aber besonders während der Zufuhr neuer heißer Magnesium-reicher Basalte. Aluminium-haltige Spinelle und Klinopyroxene, die während des Zerfalls von Amphibol entstanden sind oder vielleicht aus einer Aluminium-haltigen Schmelze in derselben Reaktion produziert wurden, werden während der Neuzufuhr in das Magma inkorporiert und im Anschluß daran, zusammen mit den koexistierenden Cr-Spinellen, von kristallisierendem Olivin und Klinopyroxen eingefangen.

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With 6 Figures     

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

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

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

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

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With 6 Figures     

Mineralogy and fluid inclusion studies of the Au-Cu quartz veins in the Hamash area, South-Eastern Desert, Egypt

Summary Field relations, petrographic observations and fluid inclusion data are used to characterize the mineralizing fluids of gold-copper bearing quartz veins, which are spatially associated with a granite-porphyry, metavolcanics and metagabbro in the Hamash area, South Eastern Desert of Egypt. Four generations of genetically related quartz veins occur in the Hamash mine area. Two types of alteration are developed in vicinity of quartz veins; i.e., sericite-quartz-pyrite and chlorite-epidote-pyrite-sericite alteration. Fe-Cu sulfides in the veins were precipitated in two stages, early pyrite (PI) and chalcopyrite were altered to secondary chalcocite, bornite and digenite and a second generation of pyrite (PII and PIII). PI pyrite and quartz contain inclusions of gold as well as remobilized gold along cracks and microfractures. Two types of fluid inclusions are distinguished: 1) primary H₂O-CO₂-CH₄-NaCl inclusions (type I) and 2) primary and secondary aqueous inclusions (type II). Type II is further subdivided by the inclusions occurrence within different vein types. Type I inclusions entrapped the endmembers of an unmixed fluid which consists of an aqueous phase and a CO₂-rich gas phase, respectively. The entrapment conditions of approximately 250°C and 200 bars were estimated by intersecting the isochores of the two coexisting aqueous and CO₂-rich fluids and indicate a shallow crustal level. The salinity of type IIa inclusions is generally low (< 9 wt.% NaCl_eq), they homogenize above 234°C and included heterogeneous and homogeneous fluids over a wide pressure range. Homogenization temperatures of type IIb inclusions vary between 102° and 284 °C, their assumed entrapping temperatures are 200°C and 110°C, respectively. The four generations of quartz veins are related with different inclusion types. The metals including primary gold were probably transported as bisulfide complexes and precipitated due to wallrock sulfidation, fluid mixing and phase separation. The Hamash Au-Cu mineralization shows a combination of porphyry- and epithermal-deposits characteristics.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlußuntersuchungen an Au-Cu Quarzgängen im Hamash Gebiet, Südöstliche Wüste, Ägypten

Zusammenfassung Geländebeziehungen, petrographische Beobachtungen und Untersuchungen an Flüussigkeitseinschlüssen erlauben die Charakterisierung der mineralisierenden Fluide in Gold-Kupfer-führenden Quarzgängen, die mit einem Porphyr-Granit und einem Gabbro im Hamash Gebiet der südöstlichen Wüste von Ägypten assozüert sind. Vier Generationen von Quarzgängen kommen im Gebiet der Hamash Mine vor. Zwei Alterationstypen sind in der Nähe der Quarzgänge ausgebildet: Serizit-Quarz-Pyrit und Chlorit-Epidot-Pyrit-Serizit Alteration. Die Fe-Cu-Sulfide in den Gängen wurden in zwei Etappen ausgefällt, früh kristallisierter Pyrit (PI) und Kupferkies wurden zu sekundärem Chalkosin, Bornit und Digenit sowie einer zweiten Generation von Pyrit (PII und PII) umgewandelt. PI Pyrit und Quarz enthalten sowohl Gold-Einschlüsse als auch remobilisiertes Gold entlang von Spalten und Mikrobrüchen. Zwei Typen von Flüssigkeitseinschlussen wurden unterschieden: 1) primäre H₂O-CO₂-CH₄-NaCl Einschlusse (Typ 1), 2) primäre und selcundäre wäßrige Einschlusse (Typ II). Typ I Einschlusse schlossen die Endglieder eines entmischten Fluides ein, das aus einer wässrigen bzw. einer CO₂-reichen Gasphase bestand. Die Einschlußedingungen von ungefähr 250°C und 200 bar wurden durch den Schnittpunkt der Isochoren der beiden koexistierenden Fluide bestimmt und zeigen einen seichten Krustenbereich an. Die Salinität von Typ Ila Einschlussen ist generell niedrig (<9 Gew.% NaCl_eq), sie homogenisieren uber 234 °C und schlossen heterogene und homogene Fluide über einen großen Druckbereich ein. Die Homogenisationstemperaturen von Typ IIb Einschlussen variieren zwischen 102° und 284°C, ihre angenommenen Einfangtemperaturen liegen bei 200 °C bzw 110 °C. Die vier Generationen von Quarzgängen stehen in Zusammenhang mit den verschiedenen Typen von Flussigkeitseinschlussen. Die Metalle, einschließlich des primaären Goldes, wurden wahrscheinlich als BisulphidKomplexe transportiert und auf Grund von Sulfidisierung der Nebengesteine, Fluidmischung und Phasenseparation ausgefällt. Die Hamash Au-Cu Mineralisation zeigt eine Kombination von Porphyr- und Epithermal-Lagerstätten Charakteristika.

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With 6 Figures