Eclarit, (Cu,Fe) Pb9Bi12S28, ein neues Sulfosalz von Bärenbad,Hollersbachtal, Salzburg, Österreich

Zusammenfassung Eclarit kommt in goldführenden Kupfererzen in Bärenbad westlich des Hollersbachtales in SH 1600 m ca. 1.5 km nördlich der Bleiglanz-Zinkblende-Flußspat-Lagerstätte der Achsel-Alm vor. Eclarit tritt in fächerförmigen Gruppierungen nadelförmiger Kristalle bis zu 1,5 cm Länge und in Aggregaten xenomorpher Körner rißausfüllend in kataklastischem Pyrit und Arsenkies in einer Quarzmatrix auf. Weitere Begleiterze sind: Kupferkies, Pyrrhotin, Sphalerit, Stannit s.str., ein joseitähnliches Mineral, ged. Wismut und ged. Gold. Mikrosonden-Analysen zeigen nur geringfügige Variation im Chemismus von Kom zu Kom. Die mittlere Zusammensetzung ist: Cu 0,9, Fe 0,6, Ag 0,3, Pb 34,5, Bi 45,8, Sb 1,5 und S 17,3 Gew.-% (Summe: 100,7). Die durchKupcik (1983) durchgeführte Strukturuntersuchung führte zu folgender Formel: (Cu,Fe)Pb₉(Bi,Sb)₁₂S₂₈, oder idealisiert: (Cu,Fe)Pb₉Bi₁₂S₂₈. Die empirische Formel auf der Basis S=28 lautet daher: (Cu_0,73 Fe_0,57 Ag_0,16) _1,46 Pb_8,61 (Bi_11,36 Sb_0,62) _11,98 S₂₈. Die daraus errechnete Dichte ist 6,88 g·cm^–3, somit in guter Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert von 6,85 g·cm^–3. Eclarit kristallisiert orthorhombisch, RaumgruppePnma, und hat die Gitterkonstanten:a=54,76(4),b=4,030(3),c=22.75(3) Å,Z=4. Die stärksten Linien des Pulverdiagrammes sind: 3.63 (30) (905), 3.49 (40) (10.0.5, 606), 3.41 (100) (16.0.0, 811, 513, 712, 706), 3.01 (60) (0.15, 11.0.6, 115, 18.0.1), 2.89 (70) (11.1.3, 914), 2.74 (40) (216, 11.1.4, 116, 20.0.0), 2,14(50) (21.0.6, 119, 19.0.7, 019), 2,04(45) (16.1.7, 18.1.6, 22.1.3, 4.0.11), 2.01 (80) (020, 23.1.2, 5.0.11, 23.0.6), 1.73(35) (16.2.0, 10.2.5, 726). Eclarit ist weißgrau (Luft) bzw. bläulichgrau (Öl) gegen Bleiglanz, der Reflexionspleochroismus ist mittel bis deutlich, die Anisotropie deutlich (Luft) bzw. stark (Öl). Das Reflexionsvermögen in Luft gemessen bei den vier Standard-Wellenlängen ist: 480 nm: 51,2–45,2; 546 nm: 47,2–42,9; 589 um: 46,1–42,0; 644 nm: 45,0–40,2%. Die Mikrohärte (VHN₅₀) ist 87–191 kp·mm^–2, im Durchschnitt 163 kp·mm^–2.

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Eclarite, (Cu, Fe) Pb₉Bi₁₂S₂₈, a new sulfosalt from Bärenbad, Hollersbachtal, Salzburg Province, Austria

Summary Eclarite has been observed in gold-bearing copper ores at Bärenbad W of Hollersbachtal (ev. 1600 m), about 1.5 km north of the galena-sphalerite-fluorite deposit Achsel-Alm, Salzburg Province, Austria. It occurs as fan shaped aggregates of needle-like crystals up to 1.5 cm length, or as granular fracture-fillings of pyrite and arsenopyrite. Other associated minerals are chalcopyrite, pyrrhotite, sphalerite, stannite s.str., a joseite-type mineral, native bismuth and native gold, in a matrix of quartz. Microprobe analyses showed the mineral to be homogeneous, with only very limited variation in chemistry from grain to grain. The composition is (mean value of 16 analyses); Cu 0.9, Fe 0.6, Ag 0.3, Pb 34.3, Bi 45.8, Sb 1.5 and S 17.3 wt.-% (total 100.7). The structure analysis (Kupcik, 1983) showed the structural cell formula to be (Cu,Fe)Pb₉(Bi,Sb)₁₂S₂₈ or ideally (Cu,Fe)Pb₉Bi₁₂S₂₈. The empirical formula calculated on the basis of S=28 is: (Cu_0,73 Fe_0,57 Ag_0,16) _1,46 Pb_8,61 (Bi_11,36 Sb_0,62) _11,98 S₂₈. This gives a calculated density of 6.88, which is in good agreement with the measured value of 6.85 g·cm^–3. Eclarite is orthorhombic,Pnma,a=54.76(4),b=4.030(3),c=22.75(3) Å,Z=4. The strongest lines in the powder diffraction pattern are: 3.63(30) (905), 3.49(40) (10.0.5, 606), 3.41 (100) (16.0.0, 811, 513, 712, 706), 3.01 (60) (015, 11.0.6, 115, 18.0.1), 2.89 (70) (11.1.3, 914), 2.74 (40) (216, 11.1.4, 116, 20.0.0), 2.14 (50) (21.0.6, 119, 19.0.7, 019), 2.04 (45) (16.1.7, 18.1.6, 22.1.3, 4.0.11), 2.01 (80) (020, 23.1.2, 5.0.11, 23.0.6), 1.73 (35) (16.2.0, 10.2.5, 726). Eclarite is whitish-grey (air) and bluish-grey (oil) against galena, respectively; bireflectance is moderate to distinct, anisotropism distinct (air) and strong (oil), respectively. Reflectances in air are (wavelength,R _max ,R _min ): 480 nm: 51.2–45.2; 546 nm: 47.2–42.9; 589 nm: 46.1–42.0; 644 nm: 45.0–40.2%. Micro indentation hardness VHN₅₀ is 87–191 (av. 163) kp·mm^–2.

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Mit 3 Abbildungen

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Herrn Professor Dr.Josef Zemann zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Pb−Bi−(Cu)-sulfosalts in Paleozoic gneisses and schists from Oberpinzgau,Salzgurg province,Austria

Summary Pb–Bi–(Cu)-sulfosalts occur as minor minerals widely distributed in rocks of the Penninic unit (gneisses, schists, metavolcanics, etc.), Oberpinzgau, Salzburg. The sulfosalts have been investigated by ore microscopy, X-ray diffraction and electron microprobe analysis. The phases identified are: heyrovskyite, cosalite (Moaralm, Sedl, and Wiesbachrinne in the Habach Valley), lillianite (Moaralm, Sedl; Modereck near the Fuscher Valley), galenobismutite (Bärenbad in the Hollersbach Valley) and Bi-bearing galena. Heyrovskyite (Moaralm) has a composition close to Pb₆Bi₂S₉, with Ag contents between 0.2 (Sedl) and 0.6 (Moaralm) wt.%. Lillianite has the composition Pb_2.86–2.91 Bi_2.08–2.17Ag_0.04–0.08 S₆, and cosalite, Pb_1.81–2.04 Bi_1.92–2.02 Ag_0.02–0.06 Cu_0.11–0.18S₅. The average chemical composition of galenobismutite is Pb_1.25Bi_1.6Sb_0.1Cu_0.1Ag_0.02Fe_0.1S₄. Needle-like inclusions of a joseite-type mineral, joseite-A (Bi,Pb)_4.01 Te_0.9S_2.08, and irregular to needle-like grains of native bismuth usually occur along the elongation direction of the lath-like galenobismutite crystals.The occurrences can be divided into two types: 1) stratiform Pb–Bi sulfosalts which occur only in the quartzite intercalations of the Paleozoic Habach unit (Frasl, 1958), and 2) alpidic vein type Pb–Bi sulfosalts which occur in quartz veins intersecting gneisses and are considered to be the remobilization products of the first type. Temperature of formation for heyrovskyite in this region is estimated at between 400±25°C and 500°C. Most probably, the assemblage heyrovskyite-lillianite-galena (Moaralm) was formed at or below 473°C.

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Pb–Bi–(Cu)-Sulfosalze in paläozoischen Gesteinen des Oberpinzgau, Salzburg, Österreich

Zusammenfassung Pb–Bi-Sulfosalze verschiedener Vorkommen des Oberpinzgau, Salzburg, wurden mittels Erzmikroskopie, röntgenographischer Methoden und Mikrosonde untersucht. Folgende Phasen wurden identifiziert: Heyrovskyit, Cosalit (Moaralm, Sedl und Wiesbachrinne; alle Habachtal), Lillianit (Moaralm, Sedl; Modereck nahe des Fuschertales), Galenobismutit (Bärenbad, Hollersbachtal) und Bi-hältiger Bleiglanz. Heyrovskyit (Moaralm) ist nahezu Pb₆Bi₂S₉, mit Ag-Gehalten zwischen 0,2 (Sedl) und 0.6 (Moaralm) Gew.%, Lillianit Pb_2,86–2,91Bi_2,08–2,17Ag_0,04–0,08S₆, und Cosalit Pb_1,81–2,04Bi_1,92–2,02Ag_0,02–0,06 Cu_0,11–0,18S₅. Galenobismutit ist Pb_1,25Bi_1,6Sb_0,1Cu_0,1Ag_0,02Fe_0,1S₄. Nadelige Einschlüsse von Joseit-A, (Bi, Pb)_4,01Te_0,9S_2,08, und unregelmäßige bis nadelige Körner von ged. Wismut treten entlang der Längsrichtung der Galenobismutit-Kristalle auf. Die Mineralisationen sind an stratiforme, sulfidreiche Quarzlagen (Typus 1, z. B. Bärenbad) oder an diskordante Quarzgänge (Typus 2; alle anderen Vorkommen) gebunden. Typus 1 tritt innerhalb der altpaläzozischen Habachserie (Frasl, 1958), Typus 2 in Randbereichen dieser zu den Gneismassen der Habachzunge (z. T. auch in letzteren) auf. Die dem Typus 2 zugerechneten Vererzungen werden als Remobilisationsprodukte der altpaläozoischen Mineralisationen (Typus 1) angesehen.Die Bildungstemperatur des Heyrovskyit dürfte im betrachteten Bereich zwischen 400±25°C und 500°C gelegen haben; eine Bildungstemperatur von 473°C oder wening darunter wird für die Assoziation Heyrovskyit-Lillianit-Bleiglanz in Anlehnung an experimentelle Untersuchungen vonSalanci undMoh (1969) angenommen.

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With 4 Figures

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This investigation forms part of a wider study Genetic types of gold deposits in the Alps.     

Die niehtkarbonatisehen Bestandteile des Göttinger Musehelkalkes mit besonderer Berücksichtigung der Mineralneubildungen

Zusammenfassung Die mineralogische und chemische Zusammensetzung des Säurerückstandes von 32 Gesteinsproben des Göttinger Muschelkalkes wurde untersucht. Die Röntgenanalysen der feinsten Schlämm- und Zentrifugenfraktionen ergaben Illit, Quarz und geringe Mengen von Kaolinit. Für den Illit wurde durch Vergleich von mineralogischer und chemischer Analyse die Formel errechnet. Die verschiedenen Stadien der Glimmerzersetzung, die schließlich zum Illit führt, ließen sich mikroskopisch beobachten. In den Fraktionen > 2 Ø fanden sich mikroskopisch Quarz; Feldspat (Orthoklas, Mikroklin, Albit, Oligoklas) und Glimmer (Muskovit, Biotit, Zersetzungsprodukte). Quarz und Feldspat kommen als Neubildungen vor. Der authigene Kalifeldspat ist triklin und hat einen optischen Achsenwinkel von 2V = 43° gegenüber 69° für magmatischen Orthoklas Der authigene Albit hat einen Achsenwinkel von 2V = 85–90° gegenüber 77° für magmatischen Albit. Vergleichsweise wurden auch andere Vorkommen untersucht; die dieselben Resultate lieferten.Neben die Hoch- und Tief temperatur-feldspate der Effusiv- bzw. Intrusivgesteine treten demnach die Niedrigtemperaturfeldspate der kalkigen Sedimentgesteïne. Diese Feldspate entsprechen weitgehend den reinen Komponenten KAlSi₃O₈ und NaAlSi₃O₈. Die Beobachtungen lassen vermuten, daß die Albitisierung bereits vor der Sammelkristallisation und völligen Erhärtung des Gesteines stattfand, während die Kalifeldspatisierung erst während oder nach der Diagenese geschah. Der SiO₂-, Al₂O₃- und K₂O-Bedarf wurde wahrscheinlich von den Zersetzungsprodukten der Glimmer gedeckt, der Na₂O-Bedarf vom Meerwasser. Während die Leichtmineralzufuhr im Muschelkalkmeer des untersuchten Gebietes zeitlich und räumlich konstant blieb, schwankte die authigene Feldspatbildung von vorwiegender Kalifeldspatisierung im untersten und im mittleren Muschelkalk zu überwiegender Albitisierung im oberen Muschelkalk. Die eigelben Gesteine des unteren Muschelkalkes sind durch die Zersetzungsprodukte der Magnetitkörner gefärbt. Die Schwerminerale wurden nur qualitativ untersucht.     

Ore mineralogy of the Waschgang gold-copper deposit,upper carinthia,Austria

Summary The gold-copper deposit at Waschgang (Southern Goldberg mountains, Upper Carinthia) belongs to a type of stratiform, dominantly pyritic deposit, which is hosted by greenschists (Alpine Kieslager;Friedrich, 1936). The ores occur as impregnations (ore type 1) and as massive ores (ore type 2) in prasinitic rocks of the Obere Schieferhülle of the Penninic unit. A N–S trending fault zone cuts the ore deposit to the W (Lettenkluft); the position of the displaced part is unknown.The mineralogical composition of type 1 ores is rather monotonous. Pyrite is the most important ore, minor components are chalcopyrite, bornite, sphalerite and magnetite. No visible native gold has been observed in this type of ore. Type 2 ores are dominated by chalcopyrite and are characterized by large amounts of visible native gold. The majority of these ores occur in the vicinity of the Lettenkluft.Type 2 ores carry a great variety of cogenetic mineral inclusions, of which several have been studied with the electron microprobe and investigated by X-ray methods. These include: tetradymite, Bi₂Te_1.81Se_0.13S; hessite, Ag₂Te; matildite, AgBiS₂; gladite, Cu_1.09Pb_1.14Bi_5.28S₉; krupkaite, CuPbBiS₆; pekoite, Cu_1.09Pb_0.97Bi_12.56S₁₈; (?) benjaminite, (Ag_2.72Cu_0.42)_3.14 (Bi_6.88Pb_0.12)₇(S_11.08Se_0.92)₁₂; pavonite, (Ag_0.74Cu_0.45)_1.19(Bi_2.86Pb_0.27)_3.13 (S_4.96Se_0.04)₅; (?) cupropavonite, (Cu_0.73Ag_0.4)_1.13(Bi_2.59Pb_0.83)_3.42S₅; and siegenite, (Ni_1.07Co_1.76Cu_0.19)_3.02S₄. Other components have been determined by qualitative and quantitative microscopy and include: bornite, idaite, mawsonite, sphalerite, millerite, magnetite, hematite, ilmenite, rutile and a variety of silicates.While the layered ore impregnations (type 1 ores) can be considered as being syngenetic with the associated volcanics of Jurassic age, a syn- to postkinematic (Alpidic) crystallization can be postulated for the type 2 ores. These ores are considered as remobilized and reconcentrated parts of the type 1 ores formed in tectonic stress zones. The crystallization of chalcopyrite and included ore minerals occurred during the cooling history of Alpidic metamorphism, for which in this region a maximum temperature of 500°C and pressures between 4–6 kb have been deduced from the mineral assemblage of the surrounding prasinites, consisting of albite with rims of oligoclase, epidote, chlorite, sphene and amphibole (Höck, 1980). Based onSpringer's limit of 300°C as approximately representing the maximum temperature at which natural members of the bismuthinite-aikinite mineral series have been formed, krupkaite and gladite with the intergrown pavonite type phases might have been deposited directly from solutions at or below 300°C. Unmixing of pekoite from gladite probably occurred at or below the same temperature.

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Zur Erzmineralogie der Gold-Kupfer-Lagerstätte Waschgang, Oberkärnten, Österreich

Zusammenfassung Die Gold-Kupfer-Lagerstätte Waschgang (südliche Goldberggruppe, Oberkärnten) ist dem Typus der stratiformen Kiesvererzungen in Grüngesteinen (Alpine Kieslager;Friedrich, 1936) zuzurechnen. Die Erzmineralisationen treten als stoffkonkordante Imprägnationen (Vererzungstypus 1) und als Derberze (Vererzungstypus 2) in Prasiniten der Oberen Schieferhülle des Penninikums auf. Das Erzlager wird im W an einer N–S streichenden Störung abgeschnitten; die Position des verworfenen W-Flügels ist nicht bekannt.Die Imprägnationserze sind in ihrer mineralogischen Zusammensetzung monoton; Pyrit als Haupterz überwiegt bei weitem die sporadischen Begleiter Kupferkies, Bornit, Sphalerit und Magnetit. Dieser Typus führt kein Freigold.Die von Kupferkies dominierten und an Freigold reichen Derberze treten vor allem im Bereich der Lettenkluft auf. Sie sind durch eine Vielfalt zum Teil komplex zusammengesetzter Einschlußminerale gekennzeichnet, von denen einige mittels Mikrosonde und röntgenographischer Methoden untersucht wurden: Tetradymit, Bi₂Te_1,81Se_0,13S; Hessit, Ag₂Te; Matildit, AgBiS₂; Gladit, Cu_1,09Pb_1,14Bi_5,28S₉; Krupkait, CuPbBiS₆; Pekoit, Cu_1,09Pb_0,97Bi_12,56S₁₈; (?) Benjaminit (Ag_2,72Cu_0,42)_3,14(Bi_6,88Pb_0,12)₇(S_11,08Se_0,92)₁₂; Pavonit, (Ag_0,74Cu_0,45)_1,19(Bi_2,86Pb_0,27)_3,13 (S_4,96Se_0,04)₅; (?) Cupropavonit, (Cu_0,73Ag_0,4)_1,13(Bi_2,59Pb_0,83)_3,42S₅; Siegenit, (Ni_1,07Co_1,76 Cu_0,19)_3,02S₄. Andere Mineralphasen wurden mittels qualitativer und quantitativer Mikroskopie bestimmt: Bornit, Idait, Mawsonit, Sphalerit, Millerit, Magnetit, Hämatit, Ilmenit, Rutil und Silikate.Während die stoffkonkordaten Imprägnationserze syngenetisch mit den assoziierten jurassischen Vulkaniten anzusehen sind, wird für die Derberze eine syn- bis postkinematische Kristallisation angenommen. Sie sind als remobilisierte und rekonzentrierte Teile der Imprägnationserze in tektonisch besonders beanspruchten Lagerstättenteilen anzusehen. Die Kristallisation des Kupferkieses und seiner Einschlußminerale erfolgte während der Abkühlungsphase der alpidischen Metamorphose, für die im betrachteten Gebiet eine Maximaltemperatur von ca. 500°C und Drucke zwischen 4–6 kb aufgrund der Petrologie der erzführenden Prasinite angenommen werden können. Die dafür maßgebende Paragenese besteht aus Albit mit Oligoklasrändern, Epidot, Chlorit, Sphen und Amphibol (Höck, 1980). Zieht man die vonSpringer (1971) ermittelte Stabilitätsgrenze von ±300°C für natürliche Mischkristalle der Bismuthinit-Aikinit-Reihe in Betracht, können für Krupkait und Gladit und den damit verwachsenen Pavonit-Phasen Bildungstemperaturen um oder unterhalb 300°C angenommen werden. Die Kristallisation dieser Minerale dürfte dabei direkt aus Lösungen erfolgt sein. Die als Entmischungsstrukturen interpretierten Gladit-Pekoit-Verwachsungen legen den Schluß einer primären Bildung beider Minerale als feste Lösung nahe, deren Zerfall vermutlich unterhalb von 300°C erfolgte.

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With 13 Figures

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Herrn em. Univ.-Prof. Dr.-Ing. O. M. Friedrich zum 80. Geburtstag in Dankbarkeit gewidmet

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This investigation forms part 2 of a major study on Genetic Types of Gold Deposits of the Alps.     

Chemistry of Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex,SW Japan: Subsolidus reduction in relation to base metal mineralization

Summary The mineralized stock of the Hobenzan granitic complex is composed of tonalite and a continuous differentiation series of biotite-hornblende granodiorite, hornblende biotite granite and biotite granite. Texture and mineral chemistry of the Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex exhibit two different processes of magma evolution: one is an oxyexsolution process related to the magmatic and high temperature subsolidus stage, and the other is a reduction process of consecutive subsolidus stage. Rocks distributed in the northern part of the granitic complex preserve well the oxyexsolution process and show higher magnetic susceptibility, whereas those in the southern part of the complex, record the reduction process and show lower magnetic susceptibility.The magnetite-ilmenite geothermometer indicates temperatures of ca. 730°C for the oxide pairs of the early stage. Oxygen fugacity of one to three orders of magnitude higher than the annite-sanidine-magnetite (ASM) univariant curve, and an aqueous sulfur composition,fSO₂/fH₂S, of around 1.0 is indicated. This first stage corresponds to the crystallization of phenocrystic hornblende and plagioclase at depth. At about 700°C crystallization changed to biotite, K-feldspar and quartz, and continued to about 600°C. ThefO₂ during this second stage is buffered by the ASM assemblage. This second stage defines the oxyexsolution process. Below about 600°C, a reduction process, caused by assimilation of carbonaceous matter of country rocks, overprinted the southern part of the complex. Oxide pairs show that thefO₂ is about four orders of magnitude lower than the ASM univariant curve, andfSO₂/fH₂S is 10^–8.0 or less at 550°C for this reduced assemblage. The drastic change in composition of sulfur-bearing aqueous species may be one of the principal factors allowing base metal mineralization.

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Chemismus von Fe-Ti Oxiden des Hobenzan Granitkomplexes, SW Japan: Subsolidus Reduktion und ihre Beziehung zu metallischen Vererzungen

Zusammenfassung Der mineralisierte Hobenzan Granitkomplex setzt sich aus Tonaliten und einer kontinuierlichen Differentiationsserie, bestehend aus Biotit-Hornblende-Granodioriten, Hornblende-Biotit-Graniten und Biotit-Graniten, zusammen. Die Texturen und die Mineralchemie der Fe-Ti Oxide belegen zwei unterschiedliche Prozesse bei der Entwicklung des Hobenzan Granitkomplexes: einerseits einen Oxyexsolution-Prozeß, während des magmatischen und hochtemperierten Subsolidus-Stadiums, andererseits einen Reduktionsprozeß während des tiefertemperierten Subsolidus-Stadiums. Gesteine im nördlichen Hobenzan Komplex belegen vor allem den Oxyexsolution Prozeß und zeigen höhere magnetische Suszeptibilität, während jene im südlichen Teil den Reduktionsprozeß widerspiegeln und niedrigere magnetische Suszeptibilität zeigen.Das Magnetit-Ilmenit Geothermometer ergab Temperaturen von ca. 730°C für Oxidpaare des Frühstadiums. Die Sauerstoff Fugazität liegt um eine bis drei Größenordnungen über der univarianten Reaktionskurve Annit-Sanidin-Magnetit (ASM), und dasfSO₂/fH₂S Verhältnis der wässrigen Schwefelkomplexe bei ca. 1.0. Dieses Frühstadium korrespondiert mit der Kristallisation von Horblende und Plagioklas im Magma in größerer Tiefe. Ab ca. 700°C erfolgt die Kristallisation von Biotit, Alkalifeldspat und Quarz bis etwa 600°C, wobeifO₂ durch die ASM Mineralassoziation gepuffert wird. Dieses zweite Stadium wird als Oxyexsolution Prozeß beschrieben. Unter 600°C erfolgte eine Reduktion durch Assimilation von kohlenstoffreichem Material vor allem im südlichen Teil des Komplexes. Oxidpaare dieses Stadiums belegen, daßfO₂ um etwa vier Größenordnungen unterhalb des ASM Puffers liegt, undfSO₂/fH₂S ist 10^–8 bei 550°C. Die dramatische Änderung in der Zusammensetzung der Schwefelkomplexe in den Lösungen wird als der Hauptfaktor für die Bildung der Erzmineralisationen angesehen.

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With 5 Figures     

Magnetism in cassiterite

Large cassiterite crystals from the Pelepah Kanan tin mine in central Johore differ from those at Aberfoyle and Renison Bell, Tasmania, in showing strong colour zoning and possessing a small but conspicuous magnetic fraction. By separating crystals from these localities into fractions of varying magnetic susceptibility, there is found to be a distinct relationship between colouration and the magnetic properties of cassiterite. Furthermore, Mössbauer spectroscopy reveals that ferroan inclusions in the dark brown magnetic fraction contain a higher ferrous to ferric ion ratio than in the colour-less fraction and that only undetectable amounts (less than about 10%) of the iron atoms in these inclusions can have a magnetically ordered environment. Although no significant differences in unit cell dimensions between the two fractions are apparent, electron diffraction d-spacings not assignable to cassiterite are found to compare with paramagnetic FeSn(OH)₆ in the dark magnetic fraction and probably with lepidocrocite in the colourless non-magnetic fraction. When the magnetic fraction is heated in air to 600°C, however, the finely dispersed particles of hydrated ferrous stannate seem to coagulate and form a rhombohedral phase which closely resembles ilmenite. It is suggested that this phase is anhydrous ferrous stannate and that it forms a series of compounds with haematite which are analogous to Fe_2–xTi_xO₃. For x near 2/3, the latter series becomes appreciably ferrimagnetic and it is concluded that the magnetisation in these cassiterite samples is primarily due to the presence of a similar tin phase which may occur in small dehydrated regions of the primary ferrous stannate hydrate. These conclusions are further substantiated by thermogravimetric and infrared studies for both the Aberfoyle and Pelepah Kanan samples and by thermal demagnetisation analyses for the dark magnetic cassiterite. The thermal demagnetisation data indicate that it is possible to have in cassiterite a series of magnetic compounds with Curie points in the range of 50–250°C which corresponds closely to the magnetic region of the Fe_2–xTi_xO₃ series. — It is shown that many features associated with cassiterite paragenesis are readily explicable in terms of colloidal systems following condensation of the primary gaseous ore fluids. Based on this hypothesis and confirmatory experimental evidence, a mechanism for the origin of zoning in cassiterite is outlined

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Zusammenfassung Die großen Kassiterit-Kristalle der Pelepah Kanan-Zinnmine in Zentral-Johore unterscheiden sich von jenen von Aberfoyle und Renison Bell, Tasmania, durch starke Farbzonen und einen bemerkbaren magnetischen Substanz-Anteil. Die Fraktionen verschiedener magnetischer Suszeptibilität zeigen Beziehungen zwischen Färbung und magnetischen Eigenschaften. Mössbauer-Spektralanalyse ergab, daß eisenhaltige Einschlüsse in der dunkelbraunen magnetischen Fraktion ein höheres Eisen(II)/(III)-Ion Verhältnis als in der farblosen Fraktion aufweisen; nur unnachweisbar kleine Mengen (<10%) der Eisenatome in diesen Einschlüssen können eine magnetisch geordnete Umgebung haben. Obschon es keine nennenswerten Unterschiede der Einheitszellgröße zwischen den beiden Fraktionen gibt, sind die Elektronenbeugungsabstände, welche sich nicht Kassiterit zuordnen lassen, in der dunklen magnetischen Fraktion vergleichbar mit denen des paramagnetischen FeSn(OH)₆, und in der farblosen, nicht magnetischen Fraktion wahrscheinlich mit Lepidokrit (-FeOOH). Bei 600°C (in Luft) scheinen die feinverteilten Teilchen von hydratisiertem Ferro-stannat zu koagulieren und bilden eine rhomboedrische Phase, die weitgehend Ilmenit gleicht. Es wird angenommen, daß diese Phase wasserfreies Ferro-Stannat ist und eine Reihe von Verbindungen mit Hämatit bildet, analog zu Fe_2–xTi_xO₃. Für x ungefähr 2/3 wird diese Serie merklich ferrimagnetisch. Daher dürfte die Magnetisation in diesen Kassiteritmustern sich vor allem aus dem Vorhandensein einer Zinn-Phase herleiten, welche in kleinen, entwässerten Stellen im primären Ferro-stannat-Hydrat vorkommt. Diese Schlüsse werden weiter gestützt durch thermogravimetrische und Infrarot-Studien sowie Thermo-Demagnetisierungsanalysen. Die Resultate der Thermo-Demagnetisation weisen auf die Möglichkeit hin, daß im Kassiterit eine Serie von Verbindungen mit Curie-Punkten im Bereich von 50–250°C vorliegt, was gut übereinstimmt mit dem magnetischen Bereich der Fe_2–xTi_xO₃-Serie. — Ausgehend von den neuen Befunden wird ein Mechanismus für die Entstehung der Zonierung im Kassiterit umrissen.

     

Petrology and geochemistry of sphalerite from the Cambrian VHMS deposits in the Rosebery-Hercules district,western Tasmania: Implications for gold mineralisation and Devonian metamorphic-metasomatic processes

Summary Sphalerite is the major ore mineral in the Zn-rich, volcanic-hosted massive sulphide deposits of western Tasmania. These deposits have been affected by regional metamorphism to upper greenschist facies, and associated tectonic deformation related to the Devonian Tabberabberan Orogeny. The southern end of the Rosebery deposit has undergone metasomatic replacement related to a post-orogenic Devonian granite intrusion.Sphalerite from VHMS deposits in the Rosebery district varies widely in colour, grain size and texture. Compositional variation of the sphalerites was studied for three purposes (1) to investigate effects of the Devonian overprinting, (2) to provide pressure (depth) estimates at the time of Fe-S-O replacement during the Devonian, and (3) to deduce the effect ofa _FeS(a _{S 2}) on gold deposition and subsequent remobilisation.Sphalerite from the Rosebery deposit shows an FeS range from 2.0 to 20.0 mole%, with a bimodal distribution; a mode of 16.0 mole% FeS was noted for the F(_J) lens where Devonian metasomatism prevailed, whereas a mode of 2.4–4.0 mol% FeS was found for the other lenses. Sphalerite from the Hercules deposit has a range of 2.0–10.0 mole% FeS, whereas sphalerite from the South Hercules deposit ranges from 4.0-12.0 mole% FeS. VHMS sphalerites also contain minor copper, manganese and cadmium.The bimodal distribution of FeS content in Rosebery sphalerite suggests that the primary VHMS mineralisation underwent at least two periods of post-depositional re-equilibration. The FeS content in sphalerite in equilibrium with hexagonal pyrrhotite and pyrite indicates that the Devonian replacement occurred at a pressure off 3.0 ± 0.5 kb, corresponding to 8.0 ± 0.1 km depth.The relationship between FeS content in sphalerite and gold grades at Rosebery, Hercules and South Hercules displays complex patterns that reflect either variations in the initial depositional conditions an the seafloor (pH, temperature anda _{S 2}), or later Devonian metamorphic and metasomatic recrystallisation.Zusammenfassung Zinkblende ist das dominierende Erzmineral in den Zn-reichen, in vulkanischen Gesteinen beheimateten, massiven Sulfidlagerstätten West-Tasmaniens. Diese Lagerstätten sind von einer Regionalmetamorphose der oberen Grünschieferfazies und einer assoziierten Deformation, die der devonischen Tabberabberan Orogenese zuzuschreiben ist, überprägt worden. Das Südende der Rosebery Lagerstätte ist von einer metasomatischen Verdrängung, die mit einer post-orogenen, devonischen Granitintrusion im Zusammenhang steht, erfaßt worden.Die Zinkblende von VHMS Lagerstätten des Rosebery Distriktes variiert weitgehend in ihrer Farbe, Korngröße und Textur. Die Variation der chemischen Zusammensetzung der Zinkblende wurde aus drei Gründen untersucht: (1) um die Effekte der devonischen Überprägung zu studieren, (2) um zu Abschätzungen des Druckes (Tiefe) zur Zeit der Fe-S-O Verdrängung während des Devons zu gelangen, und (3) um die Auswirkung von^aFeS (^aS2) auf die Goldablagerung und folgende Remobilisation abzuleiten.Der FeS Gehalt der Zinkblende der Rosebery Lagerstätte reicht von 2.0 bis 20.0 Mol%, mit einer bimodalen Verteilung; ein Maximum bei 16.0 Mol% FeS ist für die F(_J) Linse charakteristisch, wo devonische Metasomatose vorherrscht, während ein zweites Maximum bei 2.0–4.0 Mol% FeS bei den anderen Linsen festgestellt wurde. Der FeS Gehalt der Zinkblende der Süd-Hercules Lagerstätte reicht von 4.0 bis 12.0 Mol%. Die VHMS Zinkblenden führen auch untergeordnet Kupfer, Mangan und Cadmium.Die bimodale Verteilung des FeS Gehaltes in der Rosebery Zinkblende läßt vermuten, daß die VHMS Mineralisation, nach ihrer Bildung, von mindestens zwei Perioden der Reequilibrierung erfaßt worden ist. Der FeS Gehalt in der Zinkblende im Gleichgewicht mit hexagonalem Pyrrhotin und Pyrit weist darauf hin, daß die devonische Verdrängung bei einem Druck von 3.0 ± 0.5 kb, vergleichbar mit 8.0 ± 0.1 km Tiefe, stattgefunden hat.Der Zusammenhang des FeS Gehalt in der Zinkblende mit den Goldgehalten in Rosebery, Hercules und Süd-Hercules ist komplex und spiegelt entweder unterschiedliche, primäre Bildungsbedingungen am Meeresboden (pH, Temperatur und^aS₂), oder spätere, devonische metamorphe und metasomatische Rekristallisation wider.

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Petrologie und Geochemie der Zinkblende aus der kambrischen VHMS Lagerstätte im Roseberry-Hercules Distrikt, West-Tasmanien: Hinweise für Goldmineralisation und devonische, metamorphe-metasomatische Prozesse

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With 14 Figures     

Vein type Ag-(Au)-Pb,Zn, Cu-(W,Sn) mineralization in the Southern Kreuzeck Mountains,Carinthia Province,Austria

Summary The Early Paleozoic Altkristallin of the Kreuzeck Mountains is well-known for its mostly small gold, silver, copper, lead, zinc, antimony, and mercury deposits. A detailed investigation of silver(-gold)-base metal mineralizations (Plattach, Niedermülleralm, Grakofel and DraBnitz) is presented in this paper. The deposits are structurally controlled. Faults and shear zones penetrate garnet-mica schists, gneisses (partly at Grakofel), and amphibolites (partly at DraBnitz). In places the mineralization occurs at the sheared contact between quartz porphyrite dykes (K/Ar ages of 30–40 Ma) and country rocks (e.g. at Niedermülleralm).The precious metal mineralization occurs as bundles of quartz veins, which were mined over a distance of 150-200 m along strike and dip. The depositional textures such as vugs, symmetrical banding, cockade and colloform structures clearly indicate open space filling. The mineral parageneses of Plattach, Niedermülleralm and Grakofel ores are similar to each other, but distinctly different from that of the DraBnitz deposit. The first mentioned deposits are characterized by abundant silver sulfosalts such as freibergite (21.7–36.3 wt.% Ag), pyrargyrite, miargyrite, diaphorite (Pb_{1 7–1.8}Ag_2.9–3.2Sb_2.8–3.0S₈), owyheeite (Ag_2.69Pb_9.44Sb_10.38S₂₈) and stephanite, as well as sphalerite and galena (100–1600 ppm Ag); hocartite ( [Ag, Cu]2 [Fe, Zn] SnS₄) is intergrown with pyrargyrite and occurs as inclusions in pyritic ores at Niedermülleralm. Pyrite, arsenopyrite, and chalcopyrite are present in minor amounts. Au-Ag alloys with Ag contents ranging between 40.4–49.5 wt.% (electrum) and 73.5–74.2 wt.% (aurian silver) have grain sizes between 2 and 60 pin and are frequently associated with freibergite, pyrite and quartz.Draßnitz is a silver bearing base metal deposit with a possible but not proved silver enrichment in the uppermost 100 m of the vein system. Arsenopyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, sphalerite, bournonite, Ag-tetrahedrite, and galena are the dominant ore minerals, locally accompanied by substantial amounts of zincian stannite (25 mol.% kesterite), ferberite, scheelite, and minor amounts of molybdenite, native bismuth, ullmannite and a silver sulfosalt.The most common types of hydrothermal wall-rock alteration are phyllic alteration (sericitization), silicification, carbonatization, and sulfidization. The alteration zone does not exceed a few decimeters on both sides of the veins.Fluid inclusion studies of quartz reveal formation temperatures of 165–250°C (Plattach) and 165–220°C (Niedermülleralm). The corresponding data for the Grakofel and Draßnitz ores are 180–330°C and 210–365°C, respectively. The salinities vary between 3–7 equiv. wt.-% NaCl (Niedermülleralm, Plattach, Draßnitz) and 4–13.3 equiv. wt.-% NaCl (Grakofel).A shallow-seated plutonic or subvolcanic magma (quartz porphyrite?) could be the reason for telescoping, different temperatures and heat gradient within the mineralized zone. The isotope compositions of the fluids give evidence for their metamorphic origin, probably contaminated by a minor meteoric component.

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Gangförmige Ag-(Au)-Pb, Zn, Cu-(W, Sn) Vererzungen in der südlichen Kreuzeckgruppe, Kärnten, Österreich

Zusammenfassung Das altpaläozoische Altkristallin der Kreuzeckgruppe beherbergt eine große Zahl zumeist kleiner Gold-, Silber-, Kupfer-, Blei-, Zink-, Antimon- und Quecksilber-Lagerstätten. In dieser Arbeit werden detaillierte Untersuchungen von Silber(-Gold)-Buntmetall-Vererzungen (Plattach, Niedermülleralm, Grakofel und Draßnitz) vorgestellt. Die Lagerstätten sind strukturkontrolliert; Verwerfungs- und Scherzonen setzen in Granat-glimmerschiefern, Gneisen (teilweise Grakofel) und Amphiboliten (teilweise Draßnitz) auf. Bereichsweise tritt die Vererzung am zerscherten Kontakt zwischen Quarzporphyritgängen (K/Ar-Alter 30–40 Ma) und dem Nebengestein auf (z.B. Niedermülleralm).Die edelmetallhältige Vererzung ist an Quarzgang-Systeme gebunden, deren Ausdehnung aufgrund der bergbaulichen Aktivitäten kaum mehr als 150–200 m im Streichen und Einfallen betragen haben dürfte. Die beobachteten Ablagerungstexturen mit zahlreichen Drusen, symmetrischen Bänderungen, Kokarden- und kolloformen Strukturen sind eindeutige Indizien für eine Kristallisation in Hohlräumen. Die Mineral-paragenesen der Reviere Plattach-Niedermülleralm und des Grakofels sind einander sehr ähnlich, unterscheiden sich aber deutlich von jenen der Draßnitz. Die erstgenannten Lagerstätten zeichnen sich durch das bevorzugte Auftreten von Silber-Sulfosalzen, wie Freibergit (21,7–36,3 Gew.% Ag), Pyrargyrit, Miargyrit, Diaphorit (Pb_1,7–1,8Ag_2,9–3,2 Sb_2,8–3,0S₈), Owyheeit (Ag_{2. 69}Pb_{9 ,44}Sb_10,38S₂₈) und Stephanit sowie Sphalerit und Galenit (100–1600 ppm Ag) aus; Hocartit ( [Ag, Cu]2 [Fe, Zn] SnS₄), der mit Pyrargyrit verwachsen ist, bildet Einschlüsse in Pyriterzen der Niedermülleralm. Zu geringeren Teilen kommen Pyrit, Arsenopyrit und Chalkopyrit vor. Gold-Silber-Legierungen mit Ag-Gehalten zwischen 40,4–49,5 Gew.% (Elektrum) und 73,5–74,2 Gew.% (Au-hältiges Silber) und Korngrößen zwischen 2 und 60 Mm sind häufig mit Freibergit, Pyrit und Quarz assoziiert.Die Lagerstätten der Draßnitz enthalten eine silberführende Buntmetallvererzung mit einer aufgrund der alten Bergbautätigkeit nur vermutbaren ehemaligen Silber-Reicherzzone in den obersten Gangabschnitten (Mächtigkeit ca. 100 m). Die Haldenerze bestehen heute aus Arsenopyrit, Pyrrhotin, Chalkopyrit, Sphalerit, Bournonit, Ag-Tetraedrit und Galenit; sie werden bereichsweise von beträchtlichen Anteilen an Zn-Stannit (25 Mol.% Kesterit), Ferberit, Scheelit, sowie in geringen Mengen von gediegenem Wismut, Ullmannit und Ag-Sulfosalzen begleitet.Serizitisierung, Silizihzierung, Karbonatisierung und Sulfidisierung sind die wesentlichen hydrothermalen Nebengesteinsveränderungen. Die Alterationszone erreicht allerdings nur einige Dezimeter auf beiden Seiten der Erzgänge.Die aus Flüssigkeitseinschlüssen in Quarz ermittelten Bildungstemperaturen zeigen für die Plattach 165–250°C, für die Niedermülleralm 165–220T. Die entsprechenden Temperaturdaten für die Grakofel-Vererzung betragen 180–330°C und 210–365°C für die Draßnitz. Die Salinitäten schwanken zwischen 3–7 Gew.% NaCl äq. (Niedermülleralm, Plattach, Draßnitz) und 4–13,3 Gew.% NaCl äq. (Grakofel).Ein hochplutonisches oder subvulkanisches Magma (Quarzporphyrit?) könnte eine mögliche Erklärung für das Teleskoping, die Temperaturunterschiede und den Wärmegradienten innerhalb der Vererzungszone sein. Die Isotopenzusammensetzung der Fluide deutet auf deren metamorphen Ursprung mit vermutlich untergeordneter meteorischer Komponente hin.

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(Herrn Univ. Prof. Dr. Ing. 0. M. Friedrich () in Erinnerung zugeeignet)

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With 10 Figures     

Die Raumgruppe von Wardit

Zusammenfassung An Warditkristallen von einem neuen Fundpunkt (Nordseite des Millstätter Sees, Kärnten) konnte die Raumgruppe mit D ₄ ⁴ –P4₁2₁2 bzw. D ₄ ⁸ –P4₃2₁2 bestimmt werden. Als Gitterkonstante ergeben sich Werte, die etwas größer sind als die vonE. S. Larsen (1942) an Material vonBeryl Mountain, New Hampshire bestimmten. Auf eine Analyse des Materiales mußte wegen der geringen Menge des Materiales verzichtet werden.Mit 1 Textabbildung     

Gersdorffit (in zwei Strukturvarietäten) und Sb-hältiger Parkerit,Ni3 (Bi,Sb)2 S2, von der Zinkwand,Schladminger Tauern, Österreich

Zusammenfassung Erzpetrographische Untersuchungen von Ni-reichen Erzproben der Ni–Co–Bi–(Ag)-Lagerstätte Zinkwand (Schladminger Tauern, Steiermark) führten zum Nachweis einer Paragenese von Gersdorffit, Nickelin, Pararammelsbergit, ged. Wismut, Wismutglanz und Parkerit. Gersdorffit tritt in zwei deutlich voneinander verschiedenen (Reflexionsvermögen, Mikrohärte) Komponenten M und I auf. Mikrosondenanalysen zeigen einheitlichen Chemismus der Komponente M, hingegen unterschiedlichen der Komponente I, hervorgerufen durch starken Zonarbau. Gersdorffit I repräsentiert vermutlich Gersdorffit mit ungeordneter Struktur und RaumgruppePa3, Gersdorffit M hingegen vertritt Gersdorffit mit RaumgruppeP2₁3. Gersdorffit, Nickelin und Parkerit weisen Gehalte von±2Gew.% Sb auf. Antimon-hältiger Parkerit ist von den bis heute nachgewiesenen vier Fundpunkten des Minerals nicht bekannt. Vorsichtige Abschätzung der Bildungstemperatur ergibt für die Gersdorffit-Nickelin-Pararammelsbergit-Assoziation sicher <450°C, für jene von Parkerit-ged. Wismut-Wismutglanz<273°C.

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Gersdorffite (in two structure varieties) and antimonian-parkerite, Ni₃ (Bi, Sb)₂S₂ of the Zinkwand, Cchladminger Tauern, Austria

Summary Ore petrologic investigations of a Ni-rich assemblage from the Ni–Co–Bi–(Ag)-deposit Zinkwand (Schladminger Tauern, Styria, Austria) resulted in the identification of gersdorffite, nickeline, pararammelsbergite, native bismuth, bismuthinite and the rate ore mineral parkerite, so far not recorded from that locality. Gersdorffite occurs as two distinctly different varieties M and I (reflectance, microhardness). Microprobe analyses show uniform composition of phase M, but compositional variations of phase I caused by strong zonal texture. Gersdorffite I probably represents gersdorffite with disordered structure with space groupPa3; gersdorffite M corresponds to the gersdorffite with space groupP2₁3. Gersdorffite, nickeline and parkerite contain about 2 wt.% Sb. Sb-containing parkerite has not been reported from the four known occurrences of that mineral. Temperature of formation for the Ni-minerals has been estimated to be (considerably?) below 450°C, for the Bi-bearing minerals below 273°C.

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Mit 3 Abbildungen

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

The Cu-Se system

Phase-relations in the Cu-Se system were determined by evacuated silica-tube experiments. The phase diagram up to 1100° C was obtained from the results of differential thermal analyses of pure compounds and of their mixtures. The phases in the system are: Cu₂Se — undergoes a polymorphic transformation at 150° C. The symmetry of the low temperature form is not yet known. The high form is cubic with a fluorite-type structure. Cu_2–xSe — cubic, with x variable in a very narrow range, at room temperature. Cu₃Se₂ — tetragonal, breaks down to Cu_2–xSe and CuSe at 150° C. CuSe — hexagonal below 60° C and, presumably, orthorhombic at higher temperature, melts incongruently at 387° C to Cu_2–xSe and a Se-rich liquid. CuSe₂ — orthorhombic, melts incongruently at 347° C to CuSe and a Se-rich liquid. The presence of an eutectic at 523° C was inferred from differential thermal heating and cooling curves.

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Zusammenfassung Die Phasenbeziehungen im Cu-Se System wurden durch Versuche mit Hilfe evakuierter Quarzampullen bestimmt. Bis zu 1100° C wurden die Ergebnisse der Differential-Thermoanalyse verwendet. Die Phasen im System sind: Cu₂Se: wandelt sich bei 150° C polymorph um. Die Symmetrie der Tieftemperaturform ist noch nicht bekannt, während die Hochtemperaturform kubisch ist (Flusspatstruktur). Cu_2–xSe (kubisch) hat bei Raumtemperatur einen sehr kleinen x-Wert. Cu₃Se₂ (tetragonal) spaltet sich bei 150° C zu Cu_2–xSe und CuSe. CuSe (hexagonal) ist unterhalb 60° C vermutlich rhombisch und bei höherer Temperatur (387° C) zersetzt es sich inkongruent zu Cu_2–xSe und einer Se-reichen Schmelze. CuSe₂ (rhombisch) zersetzt sich bei 347° C inkongruent zu CuSe und einer Se-reichen Schmelze. Die Anwesenheit eines Eutektikum bei 523° C wird aufgrund von DTA-Analysen angenommen.

     

Abstandsberechnungen und gitterenergetische Berechnungen an Granaten

Zusammenfassung Bei systematischer Variation der Kristallstruktur der Tonerde-Granate erhält man bei Konstanthaltung der Si-O- und Al-O-Abstände nicht nur für die experimentell bestimmte Atomanordnung interatomare Abstände, die mit den klassischen Wirkungsradien der Ionen in Übereinstimmung stehen, sondern auch für Modelle mit idealen SiO₄-Tetraedern (vor allem für Grossular). Die Berechnung der elektrostatischen Gitterenergien ergibt, daß die Coulombschen Kräfte (wieder bei konstanten Si-O- und Al-O-Abständen) danach streben, die SiO₄-Tetraeder zu gestreckten tetragonalen Disphenoiden zu verzerren und sie ferner so gegenüber der experimentell bestimmten Struktur zu verdrehen, daß dadurch die Gitterkonstante verkleinert wird. Diese Tendenz wird für alle berücksichtigten Ladungsverteilungen innerhalb der SiO ₄ ^4– -Gruppen gefunden, namentlich auch für jene, in welcher das Silicium die effektive Ladung Null trägt.Die Atomanordnung in den Granaten läßt sich gitterenergetisch jedoch sehr gut unter Berücksichtigung von Abstoßungsgliedern der Form ·d ^–n verstehen, wenn man die Abstoßungskonstanten vonLennard-TonesundDent benützt. Auch die strukturellen Unterschiede zwischen Pyrop und Grossular stehen mit den entsprechenden Berechnungen in Übereinstimmung.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der atlantischen tiefsee

Zusammenfassung Aus den Meteor-Querprofilen (1925/27) hat der Verfasser (1955, 1957) mittels dynamischer Verfahren (nachBjerknes, Defant u. a.) die meridionalen Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der Atlantischen Tiefsee berechnet und ist in brauchbaren Approximationen zu quantitativen Teillösungen des Zirkulationsproblems, besonders zwischen 5° S und 35° S, gelangt. Die meridionale Verfrachtung der Wassermassen ist gewaltig (20–40 Millionen m³/sec im Nordatlantischen Tiefenstrom) und weist in der Tiefsee — unterhalb einer praktisch bewegungslosen Schicht (der sog. Bezugsfläche in durchschnittlich 1400 m) - auf der Westseite des Brasilianischen und des Argentinischen Beckens eine erhebliche Verstärkung auf, welche der Schichtung in der ganzen Ozeanbreite den Stempel aufdrückt. Für die Meeresgeologie bemerkenswert sind die unerwartet hohen Stromgeschwindigkeiten, die sich in den Stromstrichen des Bodenstroms und des Tiefenstroms dicht oberhalb des Tiefseebodens nahe dem Südamerikanischen Kontinentalabfall ergeben haben: in etwa 4500 m Tiefe innerhalb des Antarktischen Bodenstroms mittlere Stromgeschwindigkeiten von 7 cm/sec und maximale von 13 cm/sec (nach N), in etwa 3000 m Tiefe innerhalb des Nordatlantischen Tiefenstroms 9 bzw. 17 cm/sec (nach S). Solche Spitzenwerte, die infolge der Gezeitenströmungen periodisch auf etwa 20–25 cm/sec anwachsen können, bedeuten, daß in den Stromstrichen Sedimente transportiert und Erosionen ausgelöst werden können und daß auch die vertikalen Vermischungsvorgänge um eine Zehnerpotenz größer sind als bisher angenommen. Selbst in den Tiefseebecken, wo — wie in der Ostatlantischen Längsmulde — die berechneten Stromgeschwindigkeiten kleiner als 3 cm/sek. sind, kann daher nicht von einer Stagnation der Wassermassen gesprochen werden.     

Die Struktur des Tief-K2Li[AIF6] und ihre Beziehung zu Elpasolith,K2Na[AlF6] und anderen Strukturen

Zusammenfassung Die Struktur von Kristallen der Tieftemperaturmodifikation des K₂Li[AlF₆] wurden untersucht. Es ergaben sich folgende Daten: Kristallklasse –3m–D _3d: ditrigonal-skalenoedrisch; rhomboedrisches Translationsgitter; RaumgruppeR –3m–D _3d (5). Hexagonale Aufstellung:a ₀=5,574 Åc ₀=13,648 Å ;c/a=2,4485. Inhalt der Zelle 3 · K₂LiAlF₆. Rhomboedrische Aufstellung: _R = 5,573 Å;=60° 01; Inhalt dieser Zelle 1 · K₂LiAlF₆;D _x = 3,066. Die vollständige Struktur wird mitgeteilt und mit der sehr ähnlichen Struktur des kubischen Minerals Elpasolith, K₂Na[AIF₆], verglichen; es besteht zwischen beiden Strukturen Homöotypie, Außerdem werden die optischen Daten und die Spaltbarkeit dieser beiden Kristallarten miteinander verglichen und die Unterschiede qualitativ auf Grund der Kristallstrukturen erklärt. Weitere Homöotypiebeziehungen werden aufgezeigt.     

Die Bildungsbedingungen von alpinotypem Eklogitamphibolit und Metagabbro,erläutert and Gesteinen der Koralpe,Steiermark

Zusammenfassung Eklogitamphibolite und Metagabbros, die in dem mächtigen Gneis- und Schieferkomplex der Koralpe, westliche Steiermark, auftreten, haben mit großer Wahrscheinlichkeit gemeinsam mit den sie umgebenden Gesteinen unter den Bedingungen 8–10 Kb und 500 bis 600°C ihre Prägung erfahren. Der Übergang von Gabbro zu Metagabbro ist im Handstückbereich zu verfolgen.Die einzelnen Mineralphasen wurden im Detail auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften untersucht, so daß ein ausgebreiteter Vergleich mit dem reichlichen statistischen Material der Literatur möglich ist. Hier machen es die Verteilungsquotienten einzelner Elemente sehr wahrscheinlich, daß zumindest im Eklogitamphibolit das Gleichgewicht erreicht ist. Eine ebenfalls detaillierte Untersuchung der Gesteinschemismen macht eine Aussage über die Vorgänge bei der Umwandlung von Gabbro zu Metagabbro möglich, die schrittweise im Dünnschliff beobachtet werden kann. Diese Umwandlung verläuft wesentlich isochemisch und ist durch den Zutritt von Wasser bei den angeführten Drucken und Temperaturen bestimmt.Dadruch erscheint es sinnvoll, das bekannte ACF-Diagramm der wasserfreien Eklogite durch Einführung wasserhältiger Phasen um den Parameter H₂O zu erweitern. Die sich so ergebenden Teiltetraeder erklären die beobachteten Gesteinsparagenesen der Eklogitamphibolite und der Metagabbros. Ferner ist es damit auch möglich, die alpine Eklogitfazies oder Hornblendeklogitfazies zu deuten.

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Conditions of formation of alpinotype eclogiteamphibolite and metagabbro, illustrated by rocks from the Koralpe, Styria

Summary Amphibole-bearing eclogites and metagabbros appearing in the widespread highly metamorphic complex of gneisses and micaschists very probably have been formed, together with the surrounding rocks, at pressures from 8–10 Kb and temperatures of 500–600°C. The transition from gabbro to metagabbro can occasionally be observed within a range of a few centimeters.Chemical and physical properties of the individual mineral phases were investigated in detail and the results presented so that a comparison with ample statistical data already published can be made. The distribution quotients of some elements make it probable for the components of amphibole-bearing eclogite at least to have reached equilbrium. A detailed study of the chemical composition of the rocks makes the changes from gabbro to metagabbro understandable. The stages of this transformation can be studied in thin sections. The transformation is isochemical and governed by water entering under the above mentioned conditions of pressure and temperature.Therefore, with the addition of water-containing mineral phases it is logical to extend the generally known ACF-diagramm of waterfree eclogite by the parameter H₂O. Partial tetrahedrons in the system A–C–F–H₂O then explain the observed combinations of minerals in amphibole-bearing ecologites and in metagabbros. Thus an interpretation of the so called alpine eclogite—facies or hornblendeeclogite facies becomes possible.

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Mit 15 Abbildungen     

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     

Cristallochimie de l'owyheeite: nouvelles données

Résumé L'étude chimique comparée, à la microsonde électronique, d'owyheeite de treize gisements différents a révélé des fluctuations sensibles des teneurs en éléments majeurs, en liaison avec la nature des sulfosels associés, ainsi que la présence occasionnelle de différents éléments mineurs: Cu et As (très fréquents), Sn et Bi (moins fréquents), Tl et Se (exceptionnels). Compte tenu du mode de substitution de ces éléments mineurs, la projection des analyses dans le système Pb₂S₂–Ag₂S–Sb₂S₃ délimite un champ restreint de solution solide dont l'allongement s'accorde avec la substitution 2 Pb²⁺Ag⁺+Sb³⁺. Ce champ de solution solide englobe la composition de la variété téremkovite, mais exclue la formule donnée initialement parShannon. La formule Pb_10–2x Sb_11+x Ag_3+x S₂₈ (–0,13x+0,20) rend compte des termes à la résolution de la Ag/Sb maximal; l'obtention d'une formule plus générale reste subordonée à la résolution de la structure cristalline. Aucun élément mineur ne peut jouer à lui seul le rôle de stabilisateur de la structure, mais ce même rôle peut être joué complémentairement par différents éléments, tels que Cu et Sn. Les clichés de microdiffraction électronique montrent des phénomènes de sur-structure plus ou moins prononcés, en liaison avec la concentration en (Ag+Cu), ou avec le degré de finesse du maclage complexe spécifique de l'owyheeite.

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Crystal chemistry of owyheeite: New data

Summary Comparative electron microprobe study of owyheeite from thirteen ore deposits shows significant variations in the concentration of major elements. These can be correlated with the chemical composition of the associated sulfosalts. Sometimes, some minor elements may be present: Cu and As (very frequent), Sn and Bi (less frequent), Tl and Se (exceptional). Considering certain substitution rules for minor elements, the analyses plotted in the Pb₂S₂–Ag₂S–Sb₂S₃ system show a limited solid-solution field, the elongation of which follows the substitution 2 Pb²⁺Ag⁺+Sb³⁺. This solid-solution field includes the composition of the variety teremkovite, but excludes the initial formula for owyheeite proposed byShannon. The formula Pb_10–2x Sb_11+x Ag_3+x S₂₈ (–0.13x+0.20) describes compositional variation of members with the highest Ag/Sb ratio; a more general formula would require the determination of the crystal structure. No individual minor element appears to be responsible for stabilizing owyheeite. The stabilization may be due to a combined effect of two elements, such as Cu and Sn. Electron diffraction patterns show superstructure reflections which are related to the (Ag+Cu) concentration, as well as to the scale of the complex twinning characteristic of owyheeite.

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Avec 3 Figures     

Mineralogical data on a sulphosalt from the Rhodope mountains,Bulgaria

Zusammenfassung Bei dem Versuch, die Kristallstruktur von Bonchevit zu bestimmen, stellte sich heraus, daß dieses Mineral—bis dahin PbBi₄S₇—aus zwei Phasen besteht. Der Hauptanteil wurde eindeutig als Galenobismutit identifiziert. Der Rest wies nach den Gitterkonstanten (a₀=13,58±0,02 Å, b₀=20,51±0,07 Å, c₀=4,09±0,07 Å) auf ein bisher unbekanntes Mineral hin. Die Raumgruppe ist Bbmm. Ein indiziertes Pulverdiagramm und die dazugehörigen d-Werte werden angegeben.Die Emissionsspektralanalyse zeigt Pb und Bi als Hauptkomponenten, Cu und Ag als Nebenkomponenten und Spuren von Zn und Sn. Die Strukturanalyse führte zu der Formel Me₅S₆, wobei die Me-Atome etwa gleich schwer sind, so daß als chemischo Formel nur Pb₃Bi₂S₆ mit Z=4 in Frage kommt.Strukturell gehört das Mineral in die Gruppe Andorit-Ramdohrit-Fizelyit. Die Verwandtschaft bzw. Identität des Minerals mit anderen Mineralen und synthetischen Verbindungen wird diskutiert.

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Mineralogical data on a sulphosalt from the Rhodope mountains, Bulgaria

Summary During an attempt to determine the crystal structure of bonchevite, this mineral was found to consist of two phases. Previously it was thought to have the composition PbBi₄S₇. The main constituent could unambiguously be identified as galenobismutite. For the rest the lattice constants (a₀=13.58±0,02 Å, b₀=20.51±0,07 Å, c₀=4.09±0.07 Å), indicated a new mineral. Space group is Bbmm. An indexed powder diagram (with d-values) is given.The emission spectrographic analysis shows Pb and Bi to be main components, Cu and Ag to be minor components, and traces only of Zn and Sn. The structure analysis has led to the formula Me₅S₆, with Me-atoms of approximately the same atomic number; therefore, the chemical formula has to be Pb₃Bi₂S₆, with Z=4.In a structural classification the mineral belongs to the andoriteramdohrite-fizelyite-group. The relationships to or the identity with other minerals and synthetic compounds are discussed.

     

Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes

Zusammenfasung Der zweite Teil dieser Arbeit, die mit der vorliegenden Folge ihren Abschluß findet, befaßt sich mit Aluminium- und Eisenarsenaten. Im ersten Abschnitt werden Mineralien der Beudantit-Crandallicgruppe behandelt, im zweiten Abschnitt Glieder der Pharmakosideritgruppe.Zu den beschriebenen Mineralien der Beudantit-Crandallitgruppe gehören Beudantit, Dussertit, Weilerit und ein neues Mineral der Crandallitgruppe von Neubulach.Bei der Untersuchung des Beudantits von der Grube Silberbrünnle bei Haigerach zeigte es sich, daß ein Teil der auftretenden Kristalle sulfatfrei ist. Die sulfatfreien Kristalle weisen gegenüber den sulfathaltigen des Beudantits im eigentlichen Sinne gewisse Unterschiede in den Eigenschaften auf. Ihre Gitterkonstanten sind etwas größer, ebenso die Brechungsindizes. Streng genommen wären die sulfatfreien Kristalle nach der bisherigen Gepflogenheit als neue Mineralart zu betrachten und der Crandallitgruppe zuzuordnen.Dussertit wird von zwei Fundorten des mittleren Schwarwaldes beschrieben. Zum Vergleich wurde auch Dussertit von Djebel Debar/Algerien in die Untersuchungen mit einbezogen.Dem Weilerit, einem neuen Mineral der Beudantitgruppe aus der Grube Michael im Weiler bei Lahr, kommt die Formel BaAl₃H_0–1(AsO₄,SO₄)₂(OH)_7–6 zu. Diese Formelschreibweise trägt der Tatsache Rechnung, daß das AsO₄/SO₄-Verhältnis nicht genau bekannt ist. Zu Vergleichszwecken wurde die Verbindung BaAl₃H(AsO₄)₂(OH)₆, die sich vom Weilerit nur durch das Vergleich der Eigenschaften dieser Verbindung mit jenen des natürlichen Minerals ergaben sich zusätzliche Anhaltspunkte hinsichtlich der Zusammensetzung des Weilerits.Das Mineral der Crandallitgruppe von Neubulach mit der wahrscheinlichen Formel (Ba,Ca,Cu) (Al,Fe)₃H(AsO₄)₂(OH)₆ ist mit dem Weilerit und der erwähnten künstlichen Verbindung eng verwandt, jedoch etwas komplizierter zusammengesetzt. Das teilweise isotrope Verhalten des Minerals sowie niedrige Lichtbrechungswerte lassen auf einen geringen Kristallisationsgrad schließen. Eine Übersicht über die Glieder der Beudantit-Crandallitgruppe mit einer Tabelle beschließt den ersten Abschnitt.Der folgende Abschnitt berichtet über die Entdeckung von zwei neuen Gliedern der Pharmakosideritgruppe. Es konnte festgestellt werden, daß es in der Natur neben dem kalium- und eisen(III)-haltigen Pharmakosiderit auch Glieder gibt, welche Barium an Stelle von Kalium und Aluminium an Stelle von Eisen(III) enthalten. Bariumhaltiger Pharmakosiderit mit Eisen als dreiwertigem Kation (Barium-Pharmakosiderit) wird von der Grube Clara bei Oberwolfach, mit Aluminium und Eisen in wechselnden Mengen bei vorherrschendem Aluminiumgehalt (Barium-Alumopharmakosiderit) von Neubulach beschrieben. Daneben finden sich Angaben über kalium- und eisen(III)-haltigem Pharmakosiderit aus Cornwall. Außerdem wurde reiner Barium-Alumopharmakosiderit künstlich dargestellt. Dadurch waren Rückschlüsse auf das Aluminium/Eisen-Verhältnis im natürlichen Barium-Alumopharmakosiderit möglich. Abschließend wird eine tabellarische Übersicht über die Glieder der Pharmakosideritgruppe gebracht. 3. Folge (Schluß) Mit 6 Textabbildungen     

An electron microprobe study of some Alberta placer gold

Summary The detailed characteristics of 435 placer gold grains from the North Saskatchewan and Athabasca rivers have been investigated using a combination of optical microscopy, energy dispersive electron microprobe analysis and SEM techniques. Most grains show high-fineness rims surrounding lower-fineness cores (giving an extreme range of 4.3%–46.1% Ag within an individual grain). Characteristics of the rims lend support to the hypothesis that they are the products ofin situ leaching of silver followed by transport which largely destroys a spongy texture produced by the leaching. There is no change in the average Ag content of grains of any given size range with distance downstream, which also indicates that all significant leaching takes place before transportation. However, differences are apparent in the average Ag content with grain size.The clustering about certain values of fineness of the nuclei of grains which is seen in samples from both rivers, suggests that Au was largely derived from specific sources in the mountains (Omineca geanticline) to the west rather than redistributed from Shield localities during glaciation.

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Mikrosonden-Untersuchungen an Seifengold aus Alberta, Kanada

Zusammenfassung 435 Körner aus Goldseifen im North Saskatchewan und im Athabasca-Fluß wurden einer detaillierten Untersuchung mit optischer Mikroskopie, energie-dispersiver Mikrosondenanalytik und Rasterelektronenmikroskopie unterzogen.In den meisten Körnern umgibt ein Rand mit hohem Feinheitsgrad einen Kern mit niedrigem Feinheitsgrad (dies führt zu beträchtlichen Schwankungen des Ag-Gehaltes innerhalb des einzelnen Kornes; im Extremfall 4,3%–46,1% Ag). Die Charakteristik der Ränder gibt Anlaß zu der Hypothese, daß das Silber dieser Ränder in situ herausgelöst worden ist, bevor die Körmer transportiert wurden; die während des Transportes auf die Körner einwirkenden Kräfte haben dann die poröse Textur, die durch das herauslösen des Silbers entstanden waren, weitgehend zerstört. Es findet sich keine Änderung des durchschnittlichen Ag-Gehaltes mit zunehmender Transportweite flußabwärts, solange nur Kömer aus einem Größenintervall betrachtet werden. Dies deutet ebenfalls darauf hin, daß der überwiegende Teil des Silbers vor dem Transport herausgelöst wurde. Man findet jedoch Unterschiede im durchschnittlichen Ag-Gehalt zwischen Körnern verschiedener Größe.Das Auftreten von mehreren bestimmten Werten-Clustern der Feinheitsgrade, die in Proben aus beiden Flüssen zu finden ist, legt nahe, daß Au zum größten Teil aus mehreren, spezifischen Ursprungsgesteinen in den westlich gelegenen Gebirgen (Omineca Geanticline) stammt. Eine glazigene Umverteilung von Gold aus verschiedenen Lokalitäten des Kanadischen Schildes erscheint weniger realistisch.

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With 9 Figures