Crystal structure model for metavoltine from Sierra Gorda

Summary The crystal structure of metavoltine from Sierra Gorda, Chile, has been solved from photographic X-ray data by the heavy atom method. The space group used wasP3 witha=9.575(5) andc=18.17(1)Å; cell content: K₂Na₆ (Fe ²⁺, Cu, Zn)Fe ₆ ³⁺ (SO₄)₁₂O₂·18H₂O. From the relatively small number and the somewhat poor quality of the X-ray data, the least squares refinement did not give very satisfactory results-especially so for the light atoms. Therefore, steric considerations and information from the Fourier maps were also used when choosing the final atomic coordinates. The salient features of the structure are clusters of Fe ₃ ³⁺ O(H₂O)₃(SO₄)₆ with Fe³⁺ in octahedral coordination, and Fe²⁺(H₂O)₆ octahedra. The Na⁺ ions show octahedral coordination, the K⁺ ions irregular nine coordination.

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Ein Kristallstrukturmodell für den Metavoltin von Sierra Gorda

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Metavoltins von Sierra Gorda (Chile) wurde aus photographischen Röntgendaten mit der Schweratommethode gelöst. Als Raumgruppe wurdeP3 mita ₀9,575(5) undc ₀=18,17(1) Å verwendet; Zellinhalt K₂Na₆ (Fe ²⁺, Cu, Zn) Fe ₆ ³⁺ (SO₄)₁₂O₂·18H₂O.Wegen der relativ kleinen Zahl und der nicht sehr guten Qualität der Röntgendaten gab die Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Quadrate keine sehr guten Ergebnissebesonders nicht für die leichten Atome. Deshalb wurden zur Festlegung der endgültigen Atomkoordinaten auch sterische Überlegungen und Informationen aus Fouriersynthesen herangezogen. Hervorstechende Züge der Struktur sind Gruppen Fe ₃ ³⁺ O(H₂O)₃(SO₄)₆ mit Fe³⁺ in oktaedrischer Koordination sowie Fe²⁺(H₂O)₆-Oktaeder. Die Na⁺-Ionen zeigen oktaedrische Koordination, die K⁺-Ionen unregelmäßige 9-Koordination.

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With 4 Figures     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

Crystallization trends of pyroxenes from alkaline subvolcanites of Punta delle Pietre Nere (Gargano,Southern Italy)

Summary The results of microprobe analyses of clinopyroxenes from alkaline melasyenites and layered melagabbros, produced by intra-plate magmatism of Paleocene age at Punta delle Pietre Nere, are here given and discussed.The analysed pyroxenes range from diopsidic to acmite-rich compositions.The first crystallized pyroxenes (diopside) show Al^VI contents suggesting shallow depths of crystallization. In addition pyroxenes from melasyenite and those from melagabbro display different Cr contents, Al/Ti and Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) ratios confirming their crystallization from melts produced by different parental liquids.Diopsides and salites show an overall trend towards high Al, Ti and Fe³⁺, suggesting that the crystallization occurred under decreasing SiO₂/Al₂O₃ ratios and under relatively highpH₂O–pO₂ conditions.Pyroxenes from the Pietre Nere melasyenite show a progressive variation towards acmite rich compositions at Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺) lower than 0.5; those from the layered melagabbro, instead, show a continuous enrichment in Ca Fe³⁺ AlSiO₆. This different behaviour is due to the co-crystallization, with the latest pyroxenes, of phases with different K/Na and Si/Al ratios.

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Kristallisations-Tendenzen der Pyroxene aus Alkali-Subvulkaniten auf Punta delle Pietre Nere (Gargano, Süditalien)

Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse der Mikrosonden-Untersuchungen von Klinopyroxenen aus Alkali-Melasyeniten und schichtigen Alkali-Melagabbros, die durch Intra-plate-Magmatismus paläozenen Alters auf Punta delle Pietre Nere entstanden sind, beschrieben und erörtert.Die untersuchten Pyroxene reichen von diopsidischen bis zu Akmit-reichen Zusammensetzungen.Die zuerst kristallisierten Pyroxene (Diopsid) zeigen Al^VI-Gehalte, die auf geringe Tiefe des Kristallisationsvorganges hinweisen. Dazu zeigen die Pyroxene aus dem Melasyenit und aus dem Melagabbro unterschiedliche Cr-Gehalte; die Al/Ti- und Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺)-Verhältnisse bestätigen deren Kristallisation aus Schmelzen, die aus unterschiedlichen Ursprungsmagmen stammen.Die Diopside und Salite zeigen eine einheitliche Tendenz zu hohem Al-, Ti- und Fe³⁺-Gehalt; dies deutet darauf hin, daß die Kristallisation unter abnehmenden SiO₂/Al₂O₃-Verhältnissen und unter relativ hohenpH₂O–pO₂-Bedingungen stattfand.Die Pyroxene aus dem Punta delle Pietre Nere-Melasyenit zeigen eine zunehmende Änderung zu Akmit-reichen Zusammensetzungen bei weniger als 0,5 Mg/(Mg+Fe²⁺+Fe³⁺); die Pyroxene aus dem schichtig differenzierten Melagabbro zeigen dagegen eine allmähliche Zunahme von CaFe³⁺AlSiO₆. Dieses unterschiedliche Verhalten rührt daher, daß Mineralphasen mit unterschiedlichen K/Na- und Si/Al-Verhältnissen zugleich mit den zuletzt gebildeten Pyroxenen kristallisierten.

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With 6 Figures     

Fluid-rock interaction in the Mo-bearing Nebelstein greisen complex,Bohemian Massif (Austria)

Summary In the Nebelstein area, molybdenite-bearing greisens occur together with peraluminous leucogranites. In the compositional change of the granites to the greisens, there is an almost complete loss of Na, combined with a decrease in Ca, Mg, Sr, and Ti concentrations. The progressive alteration is reflected by lower homogenization temperatures and increasing salinity in aqueous fluid inclusions. The fluid regime prior to greisenization was water-dominated with low salt contents, while the early stage of the greisen development was characterized by a mixed fluid containing carbon dioxide and water. This was succeeded by a moderate saline aqueous fluid which caused the mineralization by exchange of metal ions for Na⁺(Ca²⁺, K⁺). A negative correlation between salt content in fluid inclusions and Na₂O concentrations in the bulk rocks supports this model. Mass balance calculations for this interaction yield a minimum fluid-rock ratio of approximately 2 : I. Greisenization took place at a minimum pressure of 180 MPa (1.8 kb) and in a temperature range between 200 and < 400 °C.

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Fluid-Gestein-Wechselwirkung in dem Molybdänit führenden Greisenkomplex Nebelstein, Böhmische Masse (Österreich)

Zusammenfassung Die Molybdänglanz führenden Greisengesteine des Nebelsteins sind an peraluminöse Granite gebunden. Bei der Alteration der Granite ist für den Übergang Biotitgranit zu Greisen eine weitestgehende Verarmung an Na zu beobachten, gleichzeitig nehmen auch die Gehalte an Ca, Mg, Sr und Ti ab. Die fortschreitende Greisenbildung dokumentiert sich in den wäßrigen Flüssigkeitseinschlüssen durch steigende Salinität bei sinkenden Homogenisierungstemperaturen. Die fluide Phase war vor der Greisenbildung H₂O dominiert und niedrig salinar. Der Beginn der Alterationsprozesse ist durch CO₂ und H₂O hältige Fluide gekennzeichnet. Danach folgt ein Anstieg der Salinität, der auf den Austausch von Metallchloridlösungen gegen Na⁺, K^- und Ca^2- zurückgeführt wird. Dies läßt sich durch eine negative Korrelation der Salinität in den Flüssigkeitseinschlüssen mit dem Na-Gehalt der Gesteine belegen. Daraus wurde die Volumsbeziehung der den Granit durchströmenden fluiden Phase relativ zum Gestein mit mindestens 2 : 1 abgeleitet. Die Mineralisation fand bei einem Minimaldruck von 1,8 kb in einem Temperaturbereich von 200 - < 400 °C statt.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March21–23,1991.     

Distribution of elements between coexisting phengite and chlorite from low grade rocks from Skiros Island,Greece

Summary The distribution of Fe²⁺ and Mg between coexisting phengite and chlorite has been examined in a suite of low-grade rocks. The distribution coefficientK _D(Mg) is influenced in part by the content of tetrahedral or octahedral Al of either chlorite or phengite and in part byX _Mg of phengite. The tie lines for the mineral pairs on a SAF triangular diagram show a subparallel trend.

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Elementarverteilung zwischen koexistierenden Phengit und Chlorit aus niedrig metamorphen Gesteinen von der Insel Skiros, Griechenland

Zusammenfassung Es wird untersucht, wie Fe²⁺ und Mg zwischen koexistierenden Phengit und Chlorit aus einer Folge schwach metamorpher Gesteine verteilt sind. Der VerteilungskoeffizientK _D(Mg) wird teils durch den Gehalt an tetraedrischem bzw. oktaedrischem Al in Chlorit oder in Phengit und teils durch dasX _Mg vom Phengit beeinflußt. Die Konoden zwischen den Mineralpaaren in einem SAF-Dreieckdiagramm zeigen subparallelen Verlauf.

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With 4 Figures     

Die Kristallstruktur des Voltaits,K2Fe 5 2+ Fe 3 3+ Al[SO4]12·18H2O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur von künstlichem Voltait, K₂Fe₅ ²⁺Fe₃ ³⁺Al[SO₄]₁₂· ·18 H₂O, kubisch hexakisoktaedrisch,Fd3c–O _h ⁸,a ₀=27,254 ,Z-16, wurde mittels photographischer Röntgendaten bestimmt. Die Aufklärung der Struktur erfolgte mit Patterson- und Fouriermethoden unter Zuhilfenahme des multiplen isomorphen Ersatzes. Die Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Quadrate ergab mit anisotropen Temperaturfaktoren für 726 beobachteteF _hkl R=0,033. Das Hauptmerkmal der Struktur ist ein 3dimensionales Gerüst aus [Fe³⁺O₆]-Oktaedern, [Fe ₅ ^6/2+ Fe ₁ ^6/3+ O₄(H₂O)₂]-Oktaedern und [K⁺O₁₂]-Polyedern, die durch SO₄-Tetraeder verknüpft werden. Hohlräume dieses Gerüstes werden von ungeordnet orientierten [Al(H₂O)₆]-Oktaedern eingenommen. Es wird gezeigt, daß Al als wesentlicher Bestandteil dieses Voltaits angesehen werden muß.

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The crystal structure of voltaite, K₂Fe₅ ²⁺Fe₃ ³⁺Al[SO₄]₁₂·18H₂O

Summary The crystal structure of synthetic voltaite, K₂Fe₅ ²⁺Fe₃ ³⁺Al[SO₄]₁₂· · 18 H₂O, cubic hexakis-octahedral, space groupFd3c–O _h ⁸,a ₀=27.254 ,Z=16, was determined from photographic X-ray data. The structure was solved by Patterson and Fourier-methods with the aid of multiple isomorphic substitution. Least squares refinement with anisotropic temperature factors resulted inR=0.033 for 726 observedF _hkl . The dominant structural feature is a continous framework composed of [Fe³⁺O₆]-octahedra, [Fe ₅ ^6/2+ Fe ₁ ^6/3+ O₄(H₂O)₂]-octahedra and [K⁺O₁₂]-polyhedra linked by SO₄-tetrahedra. The arrangement gives rise to cages occupied by disordered [Al(H₂O)₆]-octahedra. It is shown that Al must be considered to be a essential constituent of such voltaites.

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Mit 2 Abbildungen     

Fibroferrite: A mineral with a {Fe(OH) (H2O)2SO4} spiral chain and its relationship to Fe(OH)SO4, butlerite and parabutlerite

Summary The mineral fibroferrite has the chemical formula Fe(OH)SO₄·xH₂O; the value forx has not been definitely settled, but as a rule it is found to be near five. Several symmetries are given in the literature.A sample from Saint Felix de Paillères, France, proved to be rhombohedral with space group R3; lattice constants for the hexagonal cell area=24.176,c=7.656 Å. As calculated from the experimental density (=1.95 g·cm^–3)Z=18 for this cell. Intensities were collected on an automated X-ray diffractometer from a thin fiber extended along [00.1]. The structure was determined by Patterson and Fourier methods. Least squares refinement with 818 observed reflections resulted inR=0.076.The structure contains hydroxo-bridged {Fe(OH)(H₂O)₂SO₄} spiral chains built of [Fe(OH)₂(H₂O)₂O₂] octahedra and SO₄ tetrahedra. Hydrogen bonds provide connections between these chains. The spiral chains are a stereoisomer variant of the hydroxo-bridged linear chains of Fe(OH)SO₄, butlerite and parabutlerite. A comparison of these compounds is givenm to understand the relationship between the structure and their water content.

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Fibroferrit: Ein Mineral mit einer {Fe(OH)(H₂O)₂SO₄} Spiralkette und seine Beziehung zu Fe(OH)SO₄, Butlerit und Parabutlerit

Zusammenfassung Das Mineral Fibroferrit hat die chemische Formel Fe(OH)SO₄·xH₂O; der Wert furx scheint nicht endgültig geklärt zu sein, liegt aber meist nahe 5. Verschiedene Symmetrien werden in der Literatur angegeben.Eine Probe von Saint Felix de Paillères, Frankreich, erwies sich als rhomboedrisch mit der Raumgruppe R3; die Gitterkonstanten der hexagonalen Zelle sinda=24,176,c=7,656 Å. Die experimentelle Bestimmung der Dichte (=1,95 g·cm^–3) führt für diese Zelle zuZ=18. Von einer nach [00.1] gestreckten dünnen Faser wurden die Intensitäten auf einem automatischen Röntgendiffraktometer gesammelt. Die Struktur wurde mit Patterson-und Fouriersynthesen gelöst. Eine Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Quadrate führte für 818 beobachtete Reflexe aufR=0,076.Die Struktur enthält durch Hydroxil-Gruppen verknüpfte {Fe(OH)(H₂O)₂SO₄}-Spiralketten, die aus [Fe(OH)₂(H₂O)₂O₂]-Oktaedern und SO₄-Tetraedern aufgebaut sind. Die Spiralketten von Fibroferrit sind eine stereoisomere Variante der annähernd linearen Fe–O–S-Ketten von Fe(OH)SO₄, Butlerit und Parabutlerit. Diese Verbindungen werden mit Fibroferrit verglichen, um Beziehungen zwischen Struktur und Wassergehalt zu verstehen.

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With 2 Figures

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Paper presented at the Fifth European Crystallography Meeting, Copenhagen, Denmark 1979.     

Coexisting cummingtonite and calcic amphibole in amphibolites from the Schneeberg complex,Tyrol, Austria

Summary The formation of cummingtonite in two Ca and Al-poor and Mg-rich amphibolites from the Austroalpine Schneeberg complex occurred at a maximum temperature of about 550°C (5 kb). This is a result of the amphibolite facies Alpine overprint in this part of the Eastern Alps.Textural and chemical relations suggest (Mg_–1Si_–1Al₂)-continuous reactions in the bivariant CMASH-assemblageCam-Cum-Chl ^* followed by the discontinuous reactionCam+Chl+Qu=Cum+Plg+H₂O to be responsible for the formation of cummingtonite in these samples.The Mg–Fe distribution coefficient with values of 0.6–0.7 is similar to cummingtonite-Ca-amphibole pairs from amphibolites with oligoclase+quartz reported in the literature. The Mg/(Mg+Fe) ratio of the calcic amphiboles is lower (0.539–0.555) than the coexisting cummingtonites (0.648–0.662).

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Koexistierende Cummingtonite und Hornblenden in Amphiboliten des Schneeberger Zuges, Tirol, Österreich

Zusammenfassung In zwei Ca- und Al-armen Amphiboliten des nördlichen Schneebergerzuges (Rotmoostal) bildete sich Cummingtonit bei Maximaltemperaturen von 550°C (5 kb) bei der Altalpidschen Metamorphose.Texturelle und chemische Beziehungen lassen vermuten, daß sich Cummingtonite sowohl nach kontinuierlichen Reaktionen (in bezug auf den Tschermak-Vektor Mg_–1Si_–1Al₂) gebildet hat, als auch aus Hornblende und Chlorit nach der diskontinuierlichen ACF-ReaktionCam+Chl+Qu=Cum+Plg+H₂O hervorgegangen ist.Der Mg–Fe-Verteilungskoeffizient zwischen Hornblende und Cummingtonit entspricht den aus der Literatur bekannten Werten. Er beträgt zwischen 0.6–0.7 für die beginnende Amphibolitfazies. Die Mg/(Mg+Fe)-Verhältnisse sind höher in Cummingtonit (0.648–0.662) als in der koexistierenden Hornblende (0.539–0.555).

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With 4 Figures     

Sideronatrite: A mineral with a {Fe2(SO4)4(OH)2} guildite type chain?

Summary Recently several natural and artificial ferric iron sulphate crystal structures have been solved. Sideronatrite, Na₂Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·3H₂O, does not provide good crystals for structural purposes. However if we examine crystallographic, chemical and physical data some useful information about the ...Fe–O–S... structural topology can be inferred. In fact this analysis strengthens the hypothesis that there is a {Fe ₂ ³⁺ (SO₄)₄(OH)₂} chain in sideronatrite like that found in guildite, Cu²⁺Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·4H₂O.

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Sideronatrit: Ein Mineral mit einer {Fe₂(SO₄)₄(OH)₂}-Kette vom Typ Guildit?

Zusammenfassung Kürzlich wurden die Kristallstrukturen mehrerer natürlicher und künstlicher Ferrisulfate gelöst. Sideronatrit, Na₂Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·3H₂O, liefert keine für die Strukturuntersuchung gut geeigneten Kristalle. Dennoch erhält man aus der Untersuchung der kristallographischen, chemischen und physikalischen Daten nützliche Information über die ...Fe–O–S...-Topologie der Struktur. Eine solche Analyse spricht für die Hypothese, daß der Sideronatrit eine {Fe ₂ ³⁺ (SO₄)₄(OH₂)}-Kette enthält, wie sie im Guildit, Cu²⁺Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·4H₂O, gefunden wurde.

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With 1 Figure

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Paper presented at the Sixth European Crystallographic Meeting. Barcelona, Spain 1980.     

The crystal structure of Ca7Mg9(Ca,Mg)2(PO4)12

Summary The unit cell of Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂ isa=22.841(3) Å,b=9.994(1) Å,c=17.088(5) Å and =99.63(3)° at 24° C. The space-group is C2/c with four formula weights per cell. The crystal structure has been determined from 6330 X-ray reflections measured from a single crystal by a counter method and has been refined toR _w =0.044,R=0.046 (based on 4227 observed reflections and 322 of the unobserved reflections). One cation site may be occupied by Ca or Mg and gives rise to variability in composition as is reflected in the formula give above. In the sample studied, Ca and Mg occupy the site approximately equally. The direction in the unit cell is pseudo-hexagonal. The structure of Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂ is related to that of K₃Na(SO₄)₂ in that along it has columns of cations and columns of cations and anions. These columns are arranged in a K₃Na(SO₄)₂-type pseudo-cell. In the cation-anion columns, every other cation site in K₃Na(SO₄)₂ is vacant in Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂.

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Die Kristallstruktur von Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂

Zusammenfassung Die Gitterkonstanten von Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂ sind (bei 24° C)a=22,841(3) Å,b=9,994(1) Å,c=17,088(5) Å und =99,63(3)°; Raumgruppe: C2/c;Z=4. Die Kristallstruktur wurde aus 6330 Röntgendiffraktometer-Einkristalldaten bestimmt und (auf der Basis von 4227 beobachteten und 322 nicht-beobachteten Reflexen) aufR _w =0,044 undR=0,046 verfeinert. Eine Kationenlage kann von Ca oder Mg besetzt werden, was eine Variabilität der Zusammensetzung ergibt, wie sie obige Formel ausdrückt. In der untersuchten Probe besetzen Ca und Mg diese Punktlage etwa zu gleichen Teilen. Die -Richtung der Elementarzelle ist pseudo-hexagonal. Die Struktur von Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂ ist zu der von K₃Na(SO₄)₂ darin verwandt, daß sie längs Säulen von Kationen und Säulen von Anionen hat. Diese Säulen sind in einer Pseudozelle vom K₃Na(SO₄)₂-Typ angeordnet. In den Kation-Anion-Säulen ist jede zweite Kationen-Lage des K₃Na(SO₄)₂ in Ca₇Mg₉(Ca,Mg)₂(PO₄)₁₂ unbesetzt.

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With 6 Figures     

Olivine phenocrysts in some Cameroonian Basalts—implications for primary magma composition

Summary The chemical composition of olivine phenocrysts was determined for 13 basaltic samples taken from the central part of the Cameroon Volcanic line to estimate the compositions of the primary olivine phenocrysts and the primary magmas. The Mg/(Mg + Fe) ratios of the olivines attain 0.91, though many of the magnesian olivines are identified on a textural basis as xenocrysts from peridotite inclusions. Most magnesian olivine phenocrysts have Mg/(Mg + Fe) ratios of 0.87–0.88 and NiO contents of 0.32–0.35 wt %. The NiO versus Mg/(Mg + Fe) ratios of the olivines can be used to estimate the compositions of the primary phenocrysts in a range of Mg/(Mg + Fe) = 0.88–0.90. Assuming the Fe(3)/(total Fe) ratios of the magmas are 0.17–0.25, which is estimated from the Fe-Mg partitioning between plagioclase and groundmass, the compositions of the primary magmas were obtained from the Fe²⁺-Mg partition equilibrium with the primary olivine phenocrysts. The primary magmas of the Cameroonian basalts have 13.5 ± 4.0 wt MgO, which is similar to the compositions of basalts with highest MgO contents reported so far from the Cameroon volcanic line.

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Olivin Kristalle in einigen Basalten aus Kamerun: Hinweise auf die Zusammensetzung des primitiven Magmas

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung von Olivin Phenokristallen wurde in 13 Basalt-Proben, die vom Zentralteil .des Kamerun-Vulkangürtels stammen, bestimmt, um Hinweise auf die Zusammensetzung der primären Olivineinsprenglinge and des primären Magmas zu erlangen. Die Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse der Olivine reichen bis 0.91, obwohl viefle dieser Mg-Olivine auf Grund textureller Kriterien als aus Peridotit-Einschlüssen stammende Xenokristalle zu identifizieren sind. Die Mg/(Mg + Fe) Verhältnsse der Hauptmasse der Olivin-Phenokristalle liegen im Bereich von 0.87 bis 0.88, die Ni0 Gehalte zwischen 0.32 und 0.35 Gew %. Die Ni0 gegen Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse eignen sich zur Abschätzung der Zusammensetzung der primären Phenokristalle, solange die Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse im Bereich von 0.88 bis 0.90 liegen. Die Zusammensetzung des Primärmagmas wurde mittels der Fe²⁺-Mg-Verteilung zwischen dem Magma und den sich mit dem Magma im Gleichgewicht befindlichen primären Olivinkristallen unter der Annahme eines Fe³⁺/Fe total Verhältnisses von 0.17–0.25, welches sich aus der Mg-Fe Verteilung zwischen Plagioklas und Grundmasse ergibt, bestimmt. Demnach ergibt sich für das primäre Magma der Kamerun Basalte ein MgO Gehalt von 13.5 + 4.0 Gew%. Dieser Wert ist mit der Zusammensetzung von Basalten mit höchsten MgO-Gehalten, wie sie bisher vom Kamerun-Vulkangürtel berichtet worden sind, vergleichbar.

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With 6 Figures     

Orschallite,Ca3(SO3)2 · SO4 · 12H2O,a new calcium-sulfite-sulfate-hydrate mineral

Summary The new mineral orschallite, Ca₃(SO₃)₂SO₄ · 12H₂O, was found at the Hannebacher Ley near Hannebach, Eifel, Germany. Crystal structure analysis of the mineral, chemical analysis and water determination on synthetic material gave the composition Ca₃(SO₃)₂SO₄ · 12H₂O. The mineral crystallizes in space group with a = 11.350(1), c = 28.321(2) Å, V = 3159.7 ų, Z = 6, D_c = 1.87 Mg/m³, D_m = 1.90(3) Mg/m³. It is uniaxial positive with the optical constants = 1.4941, = 1.4960(4). The strongest lines in the powder pattern are (d-value (Å), I, hkl) 5.73, 100, 1 0 4/8.11, 80, 0 1 2/2.69, 80, 3 0 6/3.63, 60, 1 1 6/3.28, 40, 3 0 0. Refinement of the crystal structure led to a weighted residual of R_w = 0.043 for 600 observed reflections with I > 2(I) and 52 variable parameters.

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Orschallit, Ca₃(SO₃)₂SO₄ · 12H₂O, ein neues Kalzium-Sulfat-Sulfat-Hydrat-Mineral

Zusammenfassung Das neue Mineral Orschallit, Ca₃(SO₃)₂SO₄ · 12H₂O, wurde in der Hannebacher Ley bei Hannebach, Eifel, Deutschland gefunden. Eine Analyse der Kristallstruktur an einem Einkristall des natürlichen Materials, chemische Analyse und Wasserbestimmung an synthetischem Material ergaben die Zusammensetzung Ca₃(SO₃)₂SO₄ · 12H₂O. Das Mineral kristallisiert in der Raumgruppe mit a = 11.350(1), c = 28.321(2) Å, V = 3159.7 ų, Z = 6, D_c = 1.87 Mg/m³, D_m = 1.90(3) Mg/m³. Es ist optisch einachsig mit den optischen Konstanten = 1.4941, = 1.4960(4). Die stärksten Linien des Pulver-diagramms liegen bei (d-Wert (Å), I, hkl) 5.73, 100, 1 0 4/8.11, 80, 0 1 2/2.69, 80, 3 0 6/3.63, 60; 1 1 6/3.28, 40, 3 0 0. Die Verfeinerung der Kristallstruktur ergab einen gewichteten Residualwert R_w = 0.043 für 600 beobachtete Reflexe mit I > 2(I) und 52 variable Parameter.

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With 5 Figures     

Zoned clinopyroxenes from the volcanic rocks of almopia (Voras Mts), Central Macedonia,Greece

Summary In the zoned clinopyroxene phenocrysts from the volcanic rocks of Almopia the Mg/Fe ratio and the contents of Mn, and mostly of Na, increase from the core towards the rim of the crystals, whereas the Fe³⁺/Fe²⁺ ratio, and in many cases the contents of Ca, decrease. On the contrary, the content of Si decreases from inside outwards or remains almost constant whereas Al and Ti increase.The high Ca-content of the clinopyroxenes, low Ti, and limited Fe-enrichment, with a trend from Ca_43.3: Mg_47.0: (Fe + Mn)_9.7 to Ca_46.6: Mg_42.2: (Fe + Mn)_11.2, illustrate the shoshonitic to cale-alkaline nature of the parental magma.The composition of the clinopyroxenes indicates that, of all possible controlling factors, the high water-vapour pressure is considered to play an important role for the Al^IV fluctuations during the crystallization.

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Zonierte klinopyroxene der vulkanite von almopia (Voras-Gebirge), Zentral-Mazedonien, Griechenland

Zusammenfassung Bei den zonierten Klinopyroxeneinsprenglingen der Vulkanite von Almopia nehmen das Mg/Fe-Verhältnis und die Gehalte an Mn und meistens an Na in den einzelnen Zonen vom Kern zum Rand zu, während das Fe³⁺/Fe²⁺-Verhältnis, und in vielen Fällen die Gehalte an Ca, abnehmen. Im Gegensatz dazu nimmt der Gehalt an Si von innen nach außen ab oder bleibt fast konstant, während Al und Ti zunehmen.Der hohe Ca-Gehalt und gleichzeitig niedrige Ti-Gehalt der Klinopyroxene, zusammen mit ihrer begrenzten Fe-Anreicherung und einem Trend von Ca_43.3: Mg_47.0: (Fe + Mn)_9.7 bis Ca_46.6: Mg_42.2: (Fe + Mn)_11.2 weisen auf die shoshonitische bis kalk-alkalische Natur des Stammagmas hin. Die Zusammensetzung der Klinopyroxene weist darauf hin, daß der hohe Wasserdampfdruck im Magma auch eine wichtige Rolle für Schwankungen im Al^IV-Gehalt während der Kristallisation darstellt.

     

Kristallstruktur und Fehlordnung des Artinits Mg2[CO3(OH)2]·3 H2O

Zusammenfassung Röntgenbeugungsaufnahmen des Artinits zeigen diffuse Schichtlinien für k=ungerade. Die vorläufige Strukturbestimmung vonde Wolff, die nur die scharfen Reflexe berücksichtigt, wurde verfeinert. Die Struktur besteht danach aus Mg(OH)₃(H₂O)₂O-Oktaedern, die über Kanten zu Ketten mit angehängten Karbonatgruppen verknüpft sind. H₂O und CO₃ alternieren statistisch in der Kette. Die elektrisch neutralen Ketten sind durch Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Karbonatgruppen und Kristallwasser verbunden.Die Fehlordnung kann als eine Lagenstatistik der Karbonatgruppen und eines der drei Kristallwasser beschrieben werden, die geordnete Ketten mit doppelter Identitätsperiode und einer zufälligen Lage bilden. Die Theorie der Röntgenbeugung an solchen Anordnungen wird allgemein diskutiert, und die Gleichungen, die das Verhalten der diffusen Schichtlinie beschreiben, werden abgeleitet. Nach den vorliegenden Untersuchungen gibt es zwei Ordnungsvorgänge mit versehiedenen Wechselwirkungsenergien. Der eine Prozeß führt zu geordneten Schichten, deren gegenseitige Lage rein zufällig ist, der andere, schwerer zu übersehende Ordnungsvorgang ist durch Wechselwirkungen großer Reichweite bestimmt und weicht bemerkenswert von den Bauprinzipien der geordneten Schicht ab.

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Summary X-ray diffraction photographs of Artinite exhibit weak diffuse layer-lines for k=odd. The preliminary structure determination byde Wolff, considering the sharp reflection only, has been refined. The structure consists of Mg(OH)₃(H₂O)₂O-octahedra, linked over edges to chains with attached CO₃-groups, which alternate statistically with H₂O. The electrically neutral chains are linked by hydrogen bonds between the water molecules and the CO₃-groups.The disorder phenomenon can be described as statistics of positions of the Carbonate groups and one of the 3 water molecules, which form strictly ordered chains with a doubled identy period and a random position. The theory of X-ray diffraction of such arrangements is generally discussed and some formulae for the diffuse layers in reciprocal space are given. Two ordering processes are found experimentally, which cannot be explained in terms of similar interactions. One of these ordering principles leads to ordered layers arranged at random with respect to their mutual positions. Long range interactions determine the second, more complex ordering process, which shows some remarkable deviations from the disordered layer structure.

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Mit 12 Textabbildungen

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

Thaumasite from the Tschwinning mine,South Africa

Summary Thaumasite from the manganese mine of Tschwinning, South Africa, has the formula Ca_3.097 Si_1.062OH_6.372(CO₃)_0.994(SO₄)_1.000·11.596 H₂O. Unit cell parameters (a=11.013(2) Å,c=10.379(5) Å,V=1090.1(6) ų) and refraction indices (n_e=1.458(2),n _o=1.498(2)) compare well with the best ones available in the literature. The IR spectrum and DT-TG profiles are given. Contradictions between the IR spectrum, a recent structural refinement and the DT-TG are discussed, but cannot be explained satisfactorily.

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Thaumasit aus der Mangan-Mine von Tschwinning, Süd-Afrika

Zusammenfassung Thaumasit aus der Mangan-Mine von Tschwinning, Süd-Afrika, besitzt die Formel Ca_3.097 Si_1.062OH_6.372(CO₃)_0.994(SO₄)_1.000·11.596 H₂O. Die Parameter der Elementarzelle (a=11.013(2) Å,c=10.379(5) Å,V=1090.1(6) ų) und die Brechungsindizes (n _e=1.458(2),n _o=1.498(2)) zeigen gute Übereinstimmung mit verfügbaren Literaturdaten. Es werden ein IR-Spektrum und DT-TG-Profile präsentiert. Gegensätze zwischen dem IR-Spektrum, einer neueren Strukturverfeinerung und dem DT-TG werden diskutiert, können jedoch nicht zufriedenstellend erklärt werden.

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With 2 Figures     

Origin of tourmaline and oxide minerals from the metamorphosed Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit, Rajasthan, India

Summary The sediment-hosted exhalative Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit in Rajasthan, India, contains a number of oxide minerals which have been formed as a result of high-grade metamorphism. Gahnite (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) is a common minor phase in the ores and formed from breakdown of sphalerite and Al-rich silicates. Pyrophanite-ilmenite solid solution (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58Ti_0.99–1.01O₃) is very rare and occurs, intergrown with rutile, as a result of unmixing of a Ti-Fe-Mn bearing precursor mineral.Dravite-rich tourmaline with Fe/(Fe+Mg) ratios around 0.02 occurs at the hanging wall contact of the orebody with the paragneisses and is intergrown with the ore minerals. Tourmaline from the stratabound ores is distinguished from schorl-rich tourmaline of two pegmatite samples which show Fe/(Fe+Mg) ratios of 0.43 and 0.62, respectively. It is argued that dravite-rich tourmaline (or another B-rich precursor mineral) is of premetamorphic origin. This dravite-rich tourmaline recrystallized during high-grade metamorphism when the metamorphic fluid, represented by H₂O-CO₂±CH₄-N₂ inclusions, was trapped.Amphiboles, muscovites and biotites from metamorphic rocks of the deposit display radiometric³⁹Ar/⁴⁰Ar cooling ages between 788 and 909 Ma.

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Dravit-reicher Turmalin und Oxide der metamorphen Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha, Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Die sedimentär-exhalative Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha in Rajasthan, Indien, beinhaltet eine Reihe von Oxidmineralen, die infolge der hochgradigen Regional-metamorphose gebildet wurden. Gahnit (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24 Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) ist eine häufig anzutreffende Phase, die sich aus Sphalerit und Al-reichen Silikatphasen gebildet hat. Pyrophanit-Ilmenit (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58 T_0.99–1.01O₃) ist sehr selten und bildet, aufgrund der Entmischung eines Ti-Fe-Mn hältigen Vorläuferminerals, Verwachsungen mit Rutil.Dravit-reicher Turmalin mit einem Fe/(Fe+Mg) Verhältnis um 0.02 bildete sich gleichzeitig mit den Sulfidmineralen am Kontakt des Erzkörpers mit den hangenden Paragneisen der Lagerstätte. Dieser Turmalin unterscheidet sich klar von Schörlreichem Turmalin mit Fe/(Fe+Mg) Verhältnissen von 0.43 und 0.62 von zwei Pegmatiten. Die Herkunft dieses prämetamorphen Dravit-reichen Turmalins (oder dessen Vorgängerminerals) ist unklar. Dieser Turmalin rekristallisierte während der Metamorphose, wobei er das metamorphe H₂O-CO₂±CH₄-N₂-Fluid in Form von primären Einschlüssen einschloß.Amphibol, Muskowit und Biotit wurden mittels³⁹Ar/⁴⁰Ar-Methode datiert und liefern radiometrische Abkühlungsalter zwischen 788 und 909 Ma.

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With 8 Figures     

Potassium-fluor-richterite in metacherts from the Bufa del Diente contact-metamorphic auréole,NE-México

Summary Potassium-fluor-richterite is reported from wollastonite-rimmed metachert bands embedded in marbles of the Bufa del Diente aureole, NE-Mexico. K-F-richterites were generated via reaction of previously formed contact-metamorphic diopside with infiltrated hypersaline brines of magmatic origin that used the metachert bands as metamorphic aquifers. Their formation occurred at peak metamorphic conditions of 500 to 600 °C at 1 kbar according to the generalised reaction 10 CaMgSi₂O₆ + 8 SiO₂ + 2 KCl_aq + 6 NaCla_aq + 4 H₂O + 4 HF diopside + quartz = 2 KNaCaMg₅Si₈O₂₂(F)₂ + 4 Ca₂NaH(SiO₃)₃ + 8 HCl_aq K-F-richterite + pectolite Compositional ranges in two samples are K-Ri_58–69Ri_16–25Tri_12–21 and K-Ri_58–66Ri_32–40Tr_0–5. Mg/(Mg + Fe²⁺) ranges from 0.81 to 0.95, F/(F + OH) from 0.55 to 0.85, and the K-F-richterites are Cl-free.Microthermometrically determined K/(K + Na)-ratios of hypersaline brines trapped at 500°C to 600°C range from 0.50 to 0.64, resulting in distribution coefficients K _DK-Na ^Amph-F1 = X _{K(in A)} ^Amph /X _{N(in A)} ^Amph · X _Na ^F1 /X _K ^F1 of 0.85 to 1.3 for the Na-K amphibole-fluid exchange reaction. Very low Ca-contents in bulk fluid leachates indicate that Cacontaining fluids cannot coexist with richterite and that Ca is incorporated into amphibole as a tremolite component. Amphibole compositions in Al-free systems can predict Na-K-Ca-ratios of metasomatic brines that equilibrated with them. Despite the hypersaline nature of the brines, Cl is not incorporated into the Mg-rich K-F-richterites because of the Mg-Cl and Fe-F avoidance rules in amphiboles.

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Kalium-Fluor-Richterit in kontaktmetamorphem Quarziten der Bufa del Diente Aureole, NO-México

Zusammenfassung In die Marmore der Kontaktaureole des Bufa del Diente-Alkalisyenits sind 5-15 cm mächtige Quarzitbänder eingeschaltet, die mehrere cm-dicke Wollastonitsäume aufweisen. Die Metaquarzite enthalten Kalium- und Fluor-reiche Richterite. Die K-FRichterite bildeten sich durch Reaktion von zuvor gebildetem, kontaktmetamorphem Diopsid mit infiltrierenden hochsalinaren Fluiden magmatischen Ursprungs. Die Metaquarzite dienten als metamorphe Aquifere für diese Fluide.Die K-F-Richterite wurden bei den Maximaltemperaturen der Kontaktmetamorphose von 500-600°C bei 1 kbar nach der folgenden schematischen Reaktion gebildet: 10 CaM9Si₂O₆ + 8 SiO₂ + 2 KCl_aq + 6 NaCl_aq + 4 H₂O + 4 HF Diopsid + Quarz = 2 KNaCaMg₅Si₈O₂₂(F)₂ + 4 Ca₂NaH(SiO₃)₃ + 8 HCl_aq K-F-Richterit + Pektolit Der Zusammensetzungsbereich von zwei Proben aus unterschiedlichen Metaquarzitbändern liegt bei K-Ri_58–69Ri_16–25Tr_12–21 und K-Ri_58–66Ri_32–40Tr_0–5. K-FRichterite in beiden Proben haben F/(F + OH)-Verhältnisse von 0.55 bis 0.85 und enthalten kein Cl.Mikrothermometrisch bestimmte K/(K + Na)-Verhältnisse der bei 500°-600°C in Flüssigkeitseinschlüssen okkludierten, hochsalinaren Fluide betragen 0.50–0.64. Daraus lassen sich Verteilungskoeffizienten K _DK-Na ^Amph-Fi = X _{K(in A)} ^Amph /X _{N(in A)} ^Amph · X _Na ^F1 /X _K ^F1 von 0.85-1.3 für die Amphibol-Fluid Austauschreaktion in tremolitfreien Amphibolen ableiten. Wässrige Extrakte der Gesamtfluidpopulationen enthalten sehr geringe Ca-Konzentrationen im Vergleich zu K und Na. Dies zeigt, daß Fluide mit signifikanten Ca-Konzentrationen nicht mit Richteriten koexistieren können und Ca bevorzugt als Tremolitkomponente eingebaut wird. Amphibolzusammensetzungen in Al-freien Systemen eignen sich als Indikatoren für K-Na-Ca-Verhältnisse von koexistierenden metasomatischen Fluiden. Die K-F-Richterite sind Cl-frei, obwohl sie mit hochsalinaren Fluiden koexistiert haben. Mg-reiche Amphibole können kein CI einbauen und Fe-reiche Amphibole kein F.

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With 4 Figures     

The oxidation state of lamproitic magmas

Summary Olivine leucitites from the Gaussberg volcano, Antarctica are primitive members of the lamproite group of ultrapotassic rocks. They are glass rich, have an Mg number of around 70, and carry spinel lherzolite xenoliths. Liquidus phase fields and compositions were studied experimentally at atmospheric pressure with controlled oxygen fugacities. Chrome-spinels occur as inclusions in olivines in the natural rock, but it was necessary to add Cr₂O₃ to the experiments to stabilize spinels at the liquidus, indicating that some fractionation of spinel has almost certainly occurred.Experimental results show thatfO₂ conditions of crystallization can be characterized by ferric value (100 Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)) of spinel, ferric iron content of leucite, and Mg-number (100 Mg/(Mg+Fe²⁺)) of olivine. The results demonstrate that the liquidus phases of the Gaussberg rocks crystallized atfO₂ slightly below that of the NNO buffer. Application of the results to other lamproites indicates that they began to crystallize at oxygen fugacities varying from well above NNO (Leucite Hills) to around MW (West Kimberley and the Spanish fortunites). The Gaussberg olivine leucitite contains leucite cores poor in ferric iron with rims richer in ferric iron, indicating oxidation during emplacement. The ferric value of spinel is very sensitive to changes in oxygen fugacity and recognizing that some lamproitic magmas are known to contain diamonds, it may prove to be useful as a diamond survival indicator. The preservation of diamonds in lamproitic rocks will depend critically onfO₂: diamonds are not likely to be preserved in rocks which reach the surface as liquids atfO₂ near NNO or above.

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Der Oxidationsgrad lamproitischer Magmen

Zusammenfassung Die Olivin-Leuzitite vom Gaussberg Vulkan, Antarktis, gehören zu den primären Gliedern der Lamproit-Gruppe der ultra-kalireichen Gesteine. Sie sind reich an Glas, weisen Mg-Werte um 70 auf, und führen Spinell-Lherzolith Xenolithe. Die Liquidus-Phasengleichgewichte bei Atmosphärendruck unter kontrollierten Sauerstoff-Partialdruckbedingungen wurden untersucht. Um Chromit als Liquidusphase zu stabilisieren, war es erforderlich, Cr₂O₃ zu den experimentellen Zusammensetzungen hinzuzufügen, obwohl Chromspinell als Einschluß in Olivin in den Ausgangsgesteinen auftritt; dies deutet eine Spinell-Franktionierung an.Die Resultate zeigten, daß diefO₂-Bedingungen bei der Kristallisation durch das Fe³⁺-Verhältnis (100 Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)) im Spinell, durch den Fe³⁺-Gehalt im Leuzit, und durch den Mg-Wert (100 mg/(Mg+Fe²⁺)) im Olivin charakterisiert sind. Die Liquidusphasen der Gaussberg Gesteine kristallisierten beifO₂-Bedingungen etwas unterhalb NNO. Die Anwendung der Resultate auf andere Lamproite zeigt, daß diese unter Sauerstoff-Partialdruckbedingungen kristallisierten, die von oberhalb NNO (Leucite Hills) bis etwa MW (West Kimberley und die Spanish Fortunites) variierten. Der Gaussberg Olivin-Leuzitit enthält Leuzitkristalle mit deutlicher Zonierung; die Kernbereiche sind arm an dreiwertigem Eisen, während die Randzonen deutlich an Fe³⁺ angereichert sind. Dies weist auf eine Oxidation des Magmas während der Platznahme hin. Das Fe³⁺-Verhältnis der Spinelle ist sehr empfindlich gegenüber Änderungen des Sauerstoff-Partialdruckes; da einige lamproitische Magmen Diamanten führen, könnte sich dieses als ein sinnvoller Indikator für eine mögliche Diamantführung erweisen. Die Überlebensfähigkeit von Diamanten in lamproitischen Gesteinen wird sehr stark abhängig sein vonfO₂: Magmen, die die Oberfläche unterfO₂-Bedingungen entsprechend NNO oder darüber erreichten, werden keine Diamanten mehr erhalten.

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With 7 Figures     

Hydrothermalsynthese,Formel und Struktur von Mackayit,Fe(OH)[Te2O5]

Zusammenfassung Mackayit, Fe(OH)[Te₂O₅], kristallisiert in der Raumgruppe D _4h ²⁰ =I4₁/acd; a₀=11,704 Å, c₀=14,984 Å; Z=16. Die röntgenographische Strukturaufklärung wurde mit 3-dimensionalen photographischen Daten durchgeführt, wobei sich für 380 beobachtete hkl-Reflexe R=0,072 ergab. Eisen ist verzerrt oktaedrisch von 6 Sauerstoffen umgeben. Die Telluratome liefern ein weiteres Beispiel für die (3+1)-Koordination um Tellur. Die Hydrothermalsynthese von Mackayit aus Eisen (III)-tellurit ist bei 170°C gelungen.

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Hydrothermal synthesis, chemical formula, and crystal structure of mackayite, Fe(OH)[Te₂O₅]

Summary Mackayite, Fe(OH)[Te₂O₅], crystallizes in space group D _4h ²⁰ =14₁/acd; a₀=11,704 Å, c₀=14,984 Å; Z=16. The structure has been determined by 3-dimensional photographic data; R=0,072 for 380 observed hkl-relflections. In mackayite iron has a distorted octahedral coordination. The Teatoms are (3+1)-coordinated. Mackayite can be synthesized from iron (III)-tellurite under hydrothermal conditions at 170°C.

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Mit 6 Abbildungen     

Geochemical alterations in surface waters of Govind Ballabh Pant Sagar,Northern Coalfield,India

Major ions showed high concentrations, ionic strength and chemical activity in the surface waters of Govind Ballabh Pant Sagar reservoir. Various geochemical ratios showed the dominance of silicate over carbonate weathering and major ions such as Na⁺ + K⁺ account for about 52 % of the cation budget. The high Na⁺ and K⁺ showed sedimentation of rock/coal particles consisting of highly weathered silicate minerals contributed by the discharge of mine water, fly ash mixing during transportation, etc. Further, Ca²⁺ + Mg²⁺/Na⁺ + K⁺ ratio was <1 (0.92) indicating the occurrence of silicate weathering in the reservoir catchment. The comparative assessment showed that the proportion of Ca²⁺ + Mg²⁺/Na⁺ + K⁺ tends to be lower along the coal mining belts compared to non-coal mining regions in the world. The Ca²⁺/SO₄ ^2? ratio <1 revealed not only H₂CO₃ but H₂SO₄ also acting as a source of protons for rock weathering. The cause underlying these differences can be related directly to geological substrate and anthropogenic activities.