Chemistry and distribution of accessory Ni, Co, Fe arsenic minerals in the Pechenga Ni-Cu deposits, Kola Peninsula, Russia

Summary Ni, Co, Fe arsenic minerals are common accessory phases associated with both the Ni-Cu mineralization and country rock sulphides of the Pechenga complex. The majority of the arsenic minerals fall in the cobaltite-gersdorffite series, with minor arsenopyrite, nickeline and maucherite. These minerals are regularly distributed between different types of mineralization. Nickeline, maucherite and gersdorffite occur mainly in hydrothermally altered Ni-Cu sulphide ores, in particular stringer zone sulphides and mineralized talc-carbonate rocks. Arsenopyrite occurs only in pentlandite-free assemblages of the host shales, mainly in remobilized iron sulphide mineralization. The concentrations of Ni and Co in arsenopyrite decrease with the distance from the Ni-Cu bearing intrusions. Cobaltite is an ubiquitous mineral, but Ni-rich cobaltite occurs mainly in the Ni-Cu ores. In general, the transition from Ni-Cu ores to country rocks is marked by the change from Ni-arsenides to Ni-Co sulpharsenides and, finally, to Fe sulpharsenides.Sedimentary pyrite in sulphidic shales contains up to 1.8 wt.% As and was initially enriched in arsenic during sedimentation and diagenesis. Metamorphic recrystallization of authigenic As-bearing pyrite to As-free pyrrhotite led to significant liberation of arsenic during metamorphism. The mobilized arsenic could have been carried by associated metamorphic fluids and then participated in the low-grade alteration of the ultramafic rocks and associated Ni-Cu sulphide ores.

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Zusammensetzung und Verteilung der akzessorischen Ni-, Co und Fe-Arsenminerale in den Nickel-Kupferlagerstätten von Pechenga, Kola-Halbinsel, Rußland

Zusammenfassung Ni-, Co- und Fe-Arsenminerale sind verbreitete akzessorische Phasen, sowohl in den Nickel-Kupfer-Vererzungen, als auch in den Sulfiden der Nebengesteine des PechengaKomplexes. Der Großteil der Arsenminerale ist zur Cobaltit-Gersdorffit-Serie zu stellen. Arsenkies, Nickelin und Maucherit sind in geringeren Mengen vorhanden. Diese Minerale sind zwischen den verschiedenen Vererzungstypen gleichmäßig verteilt. Nickelin, Maucherit und Gersdorffit kommen hauptsächlich in hydrothermal veränderten Ni-Cu-Sulfiderzen vor, besonders in Sulfiden der Stringer-Zone und in mineralisierten Talk-Karbonat-Gesteinen. Arsenkies kommt nur in Pentlandit-freien Paragenesen in den schiefrigen Nebengesteinen, vor allem in einer remobilisierten Eisensulfidvererzung, vor. Die Konzentrationen von Ni, Fe und Co in Arsenkies nehmen mit zunehmender Entfernung von den Ni-Cu-führenden Intrusionen ab. Cobaltit ist ein verbreitetes Mineral, wobei nickelreicher Cobaltit jedoch hauptsächlich in den Nickel-Kupfererzen vorkommt. Im allgemeinen wird der übergang von NickelKupfererzen zu Nebengesteinen durch den übergang von Nickelarseniden zu NickelKobalt-Sulpharseniden und schließlich zu Eisensulpharseniden markiert.Sedimentärer Pyrit in den schiefrigen Nebengesteinen enthält bis zu 1,8 Gew% As, wobei die Arsenanreicherung während der Sedimentation und Diagenese erfolgten. Metamorphe Rekristallisation authigener As-führenden Pyrite zu As-freiem Magnetkies führte zu signifikanter Freisetzung von Arsen während der Metamorphose. Das mobilisierte Arsen dürfte durch metamorphe Fluide transportiert worden sein, die an der niedriggradigen Alteration der ultramafischen Gesteine und der assoziierten NickelKupfererze beteiligt waren.

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With 8 Figures     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

Summary A microscopic study of ores of the Kedabek deposit revealed unusual microtextures of intimate intergrowths of fine grains of chalcopyrite, fahlore (tetrahedrite), arsenopyrite and sphalerite. These textures result from fahlore (tennantite) decomposition. A detailed study of the chemical composition of earlier and later generations of ore minerals and the bulk composition of the products of decomposition of tennantite suggest that the decomposition of tennantite is due to an increase in the activity of antimony. The reason for such an increase is the crystallization of earlier generations of arsenopyrite and tennantite which caused a depletion of arsenic and an increase in the antimony/arsenic ratio in residual solutions.

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Die Zerfallsbedingungen von Tennantiten aus der Kedabek-Lagerstätte, Aserbaidschan, G.U.S.

Zusammenfassung Mikroskopische Untersuchungen von Erzen der Lagerstätte Kedabek belegen ungewöhnliche Mikrostrukturen, nämlich feinkörnige Verwachsungen von Zinkblende mit Kupferkies, Fahlerz (Tetraedrit) und Arsenkies, die durch den Zerall von Tennantit entstanden sind. Eine detaillierte chemische Untersuchung der verschiedenen Generationen von Erzmineralien und deren Gesamtchemismus führt zum Schluß, daß diese Umwandlung von Tennantit durch eine Zunahme der Aktivität des Antimons bedingt ist. Diese Zunahme ist durch die Kristallisation einer früheren Generation von Arsenopyrit und Tennantit verursacht, die zu einer Verarmung der Restlösung an Arsen und einer Erhöhung des Antimon/Arsen-Verhältnisses geführt haben.

     

Primary distribution of silver and copper in native gold from six deposits in the Western United States

Electron-microprobe analyses and mineragraphic studies of native gold demonstrate considerable variations in the primary intergrain and intragrain distribution of silver. The gold grains have from 1–55 weight percent silver; copper is present in grains from only one locality and ranges from 0.1–0.6 weight percent. Some gold grains have strong zoning of silver whereas others have no detectable zoning. Gold grains from some deposits show remarkable intergrain homogeneity of silver and/or copper content, but others exhibit extreme heterogeneity. We believe that the inhomogeneities and variations in silver content recognized and emphasized here are features of primary deposition. We also recognize low-silver rims with sharp boundaries bordering many of the grains examined but believe these are developed in a relatively oxidizing, low-temperature environment and are not primary lode features. Opaque mineral inclusions of primary origin in gold grains are common in some deposits, scarce in many, and virtually absent from others. These inclusions may be of value in characterizing some gold deposits. For the majority of gold crystals from Copper Basin, Arizona, the lowest silver content observed was in the central portion of each grain and the highest silver content was in the rim. This is believed to be due an increase in the proportion of silver to gold in solution during growth of the crystals. Analysis of sized fractions of 331 gold grains from Pennsylvania Mountain, Colorado, shows no systematic correlation of grain size with silver content. Electron microprobe step-scanning of gold from Alder Gulch, Montana, suggests more than one mineralization event took place. Pyrite and acanthite inclusions less than 0.05 mm in the largest dimension, are present in some grains from this deposit. Inclusions of pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, and an isotropic Co-As-S mineral are present in the low-silver, copper-bearing gold from Ninemile Creek, Montana. The presence of copper and the low silver content in this gold is not typical of the gold-quartz-pyrite association which is common in the Western United States.

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Zusammenfassung Untersuchungen von Zusammensetzungen von Einzelkörnern und benachbarten Körnern mit der Mikrosonde und durch erzmikroskopische Studien an gediegenem Gold weisen beträchtliche Variationen in der primären Verteilung von Silber auf. Die Goldkörner enthalten von 1–55 Gewichtsprozent Silber; Kupfer ist gegenwärtig in Körnern von nur einer Gegend zwar in Mengen von 0,1–0,6 Gewichtsprozent. Manche Goldkörner sind stark zonar mit Silber während andere keine bemerkbaren Zonen aufweisen. Goldkörner aus einigen Ablagerungen zeigen eine bemerkenswerte Homogenität von Silberund/oder Kupfergehalt, andere aber sind durch extreme Inhomogenität gakennzeichnet. Wir glauben, daß die festgestellten Inhomogenitäten und Variationen des Silbergehaltes Merkmale von primären Ablagerungen sind. Zusätzlich wurden an vielen von den von uns untersuchten Körnern scharfbegrenzte Randzonen mit niedrigem Silbergehalt beobachtet. Wir glauben, daß sich die Randzonen in einer verhältnismäßig oxidierenden Umgebung von niedriger Temperatur entwickelten und daß sie nicht Merkmale primärer Erzadern sind. Opake Mineraleinschlüsse von primärem Ursprung in Goldkörnern kommen in manchen Ablagerungen vor, selten in vielen und sind virtuell abwesend in anderen. Für einige Goldablagerungen können diese Einschlüsse als charakteristische Kennzeichen von Wert sein. Der niedrigste Silbergehalt für die meisten Goldkristalle, aus dem Copper Basin, Arizona, war in der Mitte der Körner und der höchste Silbergehalt war in den Randzonen der Körner gegenwärtig. Es wird angenommen daß dieses auf eine Zunahme in den Proportionen von Silber zu Gold in der Lösung während des Wachstums der Kristalle zurückzuführen ist. Analysen von Größensortierungen von 331 Goldkörnern aus den Pennsylvania Mountain, Colorado, zeigen keine systematische Korrelation der Korngrößen mit den Silbergehalten. Mikrosonde — Scanninganalysen an Gold aus dem Alder Gulch, Montana, weisen auf mehr als einen Mineralisationsvorgang hin. Pyrit- und Akanthiteinschlüsse von weniger als 0,05 mm in den größten Dimensionen sind in einigen Körnern dieser Ablagerung enthalten. Einschlüsse von Pyrit, Pyrrhotin, Chalcopyrit und von einem isotropen Co-As-S-mineral finden sich in dem silberarmen, kupferhaltigen Gold von Ninemile Creek, Montana. Der Kupfergehalt und der niedrige Silbergehalt in diesem Gold sind nicht typisch für die in dem westlichen Teil der USA übliche Gold-Quarz-Pyrit Assoziation.

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Publication authorized by the Director, U. S. Geological Survey.     

Determination of refractory gold distribution by microanalysis, diagnostic leaching and image analysis

Summary Samples of drill core, ore and concentrates from the Proterozoic Suurikuusikko Au deposit, Kittilä, Central Lapland were studied by optical microscopy, image analysis, Secondary Ion Mass Spectrometer (SIMS), trace gold analysis by electron microprobe, and diagnostic leaching techniques to characterize the mode of occurrence of the gold. The main ore minerals are pyrite, arsenopyrite and gersdorffite, and the minor ore minerals include chalcopyrite, sphalerite, tetrahedrite, galena, bournonite and rutile. Graphite is found in all samples as microcrystalline grains. Pyrite, arsenopyrite and occasionally gersdorffite occur as disseminated intimately intergrown grains and as large grain aggregates. Diagnostic leaching tests show that an average of only 4.1% of the gold is in cyanide leachable form i.e. free gold, whereas on average 57% of the gold is bound to pyrite and arsenopyrite as inclusions or as lattice gold. The weight percentage of arsenopyrite and pyrite in the concentrate determined with image analysis on backscattered electron images is 65.2 and 34.7, respectively. Trace Au analyses done with EPMA using the Australian CSIRO-TRACE program from the drill core samples and concentrates show that the average gold content in pyrite is 46 ppm (192 analyses) and in arsenopyrite 279 ppm (136 analyses). The CSIRO-TRACE microprobe analyses correspond favourably to SIMS analyses, e.g. 69 ppm for pyrite (16 analyses) and 217 ppm for arsenopyrite (22 analyses). The distribution of gold in concentrates was calculated as free gold 4.1%, gold in pyrite 22.7%, and gold in arsenopyrite 73.2%. Both arsenopyrite and pyrite show strong zoning when treated for 1–2 min with KMnO₄ dissolved in sulphuric acid, and trace Au microprobe analyses show that the zonal bands reflect different concentrations of gold in the minerals. Free gold was not found by optical microscopy, but a rare mineral search technique using TURBO-SCAN runs on the drill core samples and concentrates located 111 gold grains. The grains have a large compositional variation from silver-bearing gold to electrum and Au-Ag-amalgam.

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Bestimmung der refraktären Goldverteilung durch Mikroanalyse, diagnostisches Leaching und Bildanalyse

Zusammenfassung Proben von Bohrkernen, Erzen und Konzentraten aus der proterozoischen Goldlagerstätte Suurikuusikko, Kittilä, Zentrallappland, wurden mittels optischer Mikroskopie, Bildanalyse, Sakundär ionen messenspektrographie (SIMS), Gold-Spurenanalyse mit der Elektronen-Mikrosonde (EMS) und mit diagnostischen Lösungsverfahren untersucht, um die Art des Auftretens des Goldes zu charakterisieren. Die Haupterzminerale sind Pyrit, Arsenopyrit und Gersdorffit. Nebengemengteile sind Chalcopyrit, Zinkblende, Tetrahedrit, Bleiglanz, Bournonit sowie Rutil. Graphit kommt in allen Proben in Form mikrokristalliner Körner vor. Pyrit, Arsenkies und gelegentlich auch Gersdorffit treten als Imprägnation in engster Verwachsung und in Form größerer Kornaggregate auf. Diagnostische Lösungsversuche haben gezeigt, daß durchschnittlich nur 4.1% des Goldes von Cyanid gelöst wird, i.e. als Freigold vorliegt, während 57% des Goldes an Einschlüsse und in dem Gitter von Pyrit und Arsenkies gebunden ist. Mittels Bildanalyse an BSE- Bildern konnte der Anteil von Arsenkies in den Konzentraten mit 65.2, der Anteil von Pyrit mit 34.7 Gew.% ermittelt werden. Spurenanalyse auf Gold an Bohrkernproben und Konzentraten mit der EMS, unter Benützung des australischen CSIRO-TRACE Programmes, zeigen, daß der durchschnittliche Goldgehalt von Pyrit bei 46 ppm (192 Analysen), jener von Arsenkies bei 279 (136 Analysen) liegt. Die CSIRO-TRAGE Mikrosondenanalysen stimmen bevorzugt mit SIMS Analysen überein; z.B. Pyrit: 69 ppm (16 Analysen), Arsenkies: 217 ppm (22 Analysen). Die Berechnung der Goldverteilung in den Konzentraten ergibt 4.1% freies Gold, 22.7% Gold in Pyrit, und 73.2% Gold in Arsenkies. Sowohl Arsenkies als auch Pyrit zeigen starken Zonarbau, nachdem sie für 1–2 min mit in Schwefelsäure gelöstem KMnO₄ behandelt wurden. Die Mikrosondenanalysen auf Gold belegen, daß die einzelnen Wachstumszonen mit unterschiedlichen Goldkonzentrationen korrelieren. Freies Gold konnte nicht mittels normaler optischer Mikroskopie gefunden werden, aber mit dem Programm TURBO-SCAN für das automatische Suchen nach seltenen Mineralen an Bohrkernproben und Konzentraten konnte man 111 Goldkörner lokalisieren. Die Körner zeigen eine große Variation in ihrer Zusammensetzung, die von silberführendem Gold über Elektrum bis hin zu Au-Ag-Amalgamreicht.

     

Mineralogy of beneficiation problems involving fluorspar concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits

Summary The World's three largest producers of fluorite from carbonatite-related fluorspar ore deposits are located at Okorusu (Namibia), Amba Dongar (India), and Mato Preto (Brazil). Beneficiation problems involving fluorite concentrates from those three deposits share similar characteristics that are directly related to the mineralogy and textures of the ores. The most important of these beneficiation problems involves their phosphorus, silica, and lime contents.Because the fluorite-depositing hydrothermal fluids were partly or largely derived from carbonatite sources, and carbonatites typically are rich in phosphorus, carbonatite-related fluorite deposits would be expected to be characterized by significant amounts of phosphorus mineral in the form of apatite. In the beneficiation products from those ore deposits, apatite occurs as free particles and especially as particles locked with fluorite. The presence of apatite in fluorite concentrates may contribute significant amounts of phosphorus, a deleterious constituent in fluorspar concentrates used in the steelmaking industry.Fluorite concentrates from some carbonatite-related fluorspar deposits are characterized by significant amounts of silica. The silica occurs especially in the form of quartz, potash feldspar, and sericite. Quartz occurs in both free particles and in particles where it is locked with fluorite. Quartz was deposited late in the paragenetic sequence and typically fills small vugs between the fluorite crystals. Potash feldspar formed during early potassic fenitization associated with the magmatic carbonatite emplacement. Potassic feldspar forms intricate intergrowths with fluorite that result in locked feldspar-fluorite particles in the fluorspar concentrates. The potash feldspar is intensely altered to sericite.Fluorite deposits that occur within a carbonatite host, such as those deposits at Amba Dongar and some deposits at Mato Preto, may have the grades of their fluorite concentrate diluted by the presence of calcite. The calcite commonly is present as binary locked calcite-fluorite particles in those fluorspar concentrates.Although the beneficiation problems concerning fluorite concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits may be effectively studied by petrographic and ore microscopic techniques, cathodoluminescence microscopy has been found to be uniquely suited to rapid mineral recognition and the study of those minerals involved in fluorspar beneficiation problems.

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Mineralogische und aufbereitungstechnische Probleme von karbonatitischen Fluoritlagerstätten

Zusammenfassung Die weltgrößten Produzenten von Fluorit aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sind Okoruso (Namibia), Amba Dongar (Indien) und Mato Preto (Brasilien). Die Aufbereitungsprobleme der Fluoritkonzentrate aller drei Lagerstätten sind sehr ähnlich und stehen in direktem Zusammenhang mit der Mineralogie und Textur der Erze. Die wichtigsten Aufbereitungsprobleme sind durch die Phosphor-, Silizium- und Kalkge halte bedingt. Weil die hydrothermalen Fluide teilweise bzw. größtenteils aus phosphorreichen karbonatitischen Quellen stammen, ist zu erwarten, daß karbonatitische Fluoritlagerstätten beträchtliche Mengen an Phosphor in Form von Apatit führen. In den Aufbereitungsprodukten dieser Erze tritt Apatit sowohl in Form freier Partikel als auch verwachsen mit Fluorit auf. Die durch die Präsenz von Apatit verursachten erhöhten Phosphorgehalte sind bei Fluoritkonzentraten, die in der Stahlindustrie eingesetzt werden, störend.Fluoritkonzentrate einiger karbonatitischer Fluoritlagerstätten sind durch beträchtliche Siliziumgehalte charakterisiert, die durch Quarz, Alkalifeldspat und Serizit bedingt sind. Quarz tritt auf in Form freier Partikel, aber auch in engster Verwachsung mit Fluorit. Quarz wurde spät in der paragenetischen Abfolge ausgeschieden und füllttypischerweise kleine Hohlräume zwischen Fluoritkristallen. Alkalifeldspat bildete sich während der frühen potassischen Fenitisierung, die die Platznahme der Karbonatite begleitete. Alkalifeldspat ist engstens mit Fluorit verwachsen, was zu nicht trennbaren Feldspat — Fluoritpartikelen in den Konzentraten führt. Alkalifeldspat ist intensiv zu Serizit alteriert.Einigen Fluoritlagerstätten in karbonatitischen Wirtsgesteinen, wie etwa Amba Dongar und einige Lagerstätten bei Mato Preto, lassen eine Verdünnung des Fluoritkonzentrates durch die Anwesenheit von Calcit erkennen. Calcit kommt in den Konzentraten üblicherweise in Form binär verwachsener Calcit — Fluoritpartikel vor.Obwohl die Aufbereitungsprobleme von Fluoritkonzentraten aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sehr effektiv durch petrographische und erzmikroskopische Methoden studiert werden können, hat sich der Einsatz von Kathodenlumineszenz zur raschen Identifikation und für das Detailstudium der bei der Aufbereitung von Fluorit beteiligten Minerale bestens bewährt.

     

Tellurides,selenides and associated minerals in the Tunaberg copper deposits,SE Bergslagen,Central Sweden

Summary The Tunaberg copper deposits, SE Bergslagen, Central Sweden, locally contain tellurium and selenium minerals not previously reported from this locality. Hessite, tellurobismutite, tellurium, tetradymite, kawazulite, clausthalite and selenian galena are found as inclusions in bornite and chalcopyrite in a skarn sulphide ore with Cd-rich sphalerite, cobaltite and cobalt pentlandite (assemblage A), and in a skarn iron ore with magnetite (assemblage B). Accessory minerals included in bornite and chalcopyrite are auriferous silver, electrum, carrollite, stannoidite, mawsonite, parkerite, aikinite, emplectite, wittichenite and two unidentified Cu-Ag-Bi sulphosalts.The tellurides, selenides and associated minerals in assemblage A occur, in part, as early crystallites and, in part, as segregations from a high-temperature bornite solid solution, which presumably crystallized from metamorphogenic skarn-forming ore solutions, about contemporaneous with the formation of diopside above 475°C and of retrogressive tremolite above 420°C. Minerals of Bi-Te-Se-Pb-Ag in assemblage B presumably crystallized at lower aS₂ and higher aCu⁺ from residual hydrothermal solutions of similar metamorphogenic origin.

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Telluride, Selenide und assoziierte Minerale in der Tunaberg Kupfer-Lagerstätte, SE Bergslagen, Zentralschweden

Zusammenfassung Die Kupferlagerstätten von Tunaberg, SE Bergslagen, Zentral-Schweden enthalten stellenweise Tellur-und Selen-Minerale, die hier bisher nicht bekannt waren. Hessit, Tellurobismutit, gediegen Tellur, Tetradymit, Kawazulit, Clausthalit und selen führender Bleiglanz kommen als Einschlüsse in Bornit und Kupferkies in einem Skarn-Sulphiderz mit cadmiumreichem Sphalerit, Cobaltit und Cobalt-Pentlantit (Paragenese A), und in einem Eisenskarnerz mit Magnetit (Paragenese B) vor. Akzessorische Minerale in Bornit und Calcopyrit sind goldführendes Silber, Electrum, Carrollit, Stannoidit, Mawsonit, Parkerit, Aikinit, Emplektit, Wittichenit und zwei noch nicht identifizierte Cu-Ag-Bi Sulphosalze.Die Telluride, Selenide, und assoziierte Minerale in der Paragenee A kommen teils als frühe Kristalliten und teils als Segregationen aus einer Hoch-Temperatur Bornit-solid solution vor, die auf metamorphogene skarnbildende Erzlösungen zurückgehen. dürfe. Diese Vorgänge fallen zeitlich mit der Bildung von Diopsid oberhalb von 475°C und von retrogradem Tremolit oberhalb von 420°C zusammen. Bi-Te-Se-Pb-Ag-Minerale der Paragenese B kristallisierten bei niedrigerem aS₂ und höherem aCu⁺ aus residualen hydrothermalen Lösungen metamorphen Ursprunges.

     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

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

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

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

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With 13 Figures     

Seltene Mineralparagenesen in den Kalksteineinsehlüssen der Lava des Ettringer Bellerberges bei Mayen (Eifel)

Zusammenfassung Sechs metamorph veränderte Kalksteineinschlüsse aus verschiedenen Teilen der Lavaströme des Ettringer Bellerberges bei Mayen (Eifel) wurden optisch, chemisch und röntgenographisch untersucht. Sie setzen sich aus seltenen, z. T. erstmals in der Natur gefundenen Mineralen zusammen. Der Mineralbestand der Einschlüsse wird beschrieben. Er weicht von Probe zu Probe z. T. erheblich ab. Je nachdem in welchen Mineralen Fe und Al enthalten sind, lassen sich die Einschlüsse in 2 Gruppen einteilen: eine mit Brownmillerit, Mayenit, Larnit und eine 2. mit Wollastonit, Gehlenit, Magnetkies, Spinell.Am Aufbau aller Gesteine sind stets kristallwasserhaltige Minerale (Ettringet, Portlandit, Hydrocalumit) in z. T. ziemlich großen Mengen beteiligt. Diese Minerale kommen gelegentlich auch in Hohlräumen frei gewachsen vor.Eine völlig andere Zusammensetzung hat nur ein Teil aus dem Inneren eines Einschlusses. Er besteht nur aus Diopsid und Grossular.Soweit es die vorliegenden (noch nicht vollständigen) Untersuchungsergebnisse zulassen, werden mögliche Reaktionen, die zur Bildung dieser ungewöhnlichen Paragenese geführt haben könnten, diskutiert. Als Vergleich dienten nicht nur andere natürliche Kalkkontakte, sondern es wurden auch Erfahrungen der Zementforschung herangezogen.Die wasserfreien Minerale sind wahrscheinlich bei hohen Temperaturen und ziemlich niedrigen Drucken entstanden. Erst später; nachdem die Lava schon weitgehend abgekühlt war, können sich die kristallwasserhaltigen Minerale gebildet haben.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für das Bereitstellen von Geräten.

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Six metamorphic altered limestone inclusions from different parts of the lava flows of the Ettringer Bellerberg near Mayen (Eifel, Germany) have been investigated by optical, chemical, and X-ray methods. They are composed of rare minerals, two of them have been found the first time naturally. The mineral composition of the inclusions is not uniform. They may be divided into two groups, one with brownmillerite, mayenite, larnite, and another one with wollastonite, gehlenite, pyrrhotite, spinel. A small (inner) part of one inclusion consists only of diopside and grossularite.In all rocks there are minerals containing crystallized water (ettringite, portlandite, and hydrocalumite), sometimes in large amounts. These minerals are found occasionally well developed in cavities.Possible modes of formation of this unusual paragenesis are discussed as far as it is permitted by the results of this investigation.

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Herrn Prof. Dr.Carl W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

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     

Coexisting copper sulphides and sulphosalts in the Abakaliki Pb-Zn deposit,lower Benue Trough (Nigeria) and their genetic significance

Summary The Abakaliki lead-zinc deposit in the lower Benue Trough (Nigeria) represents the largest of a series of fracture controlled base metal deposits within the Lower Cretaceous (Albian) Asu River Group shales. Field evidence, ore microscopy and electron microprobe analysis of the lodes, suggest that the vein mineralization commenced with pre-ore precipitation of diagenetic marcasite, pyrite and minor gel-like colloform textured schalenblende and galena especially at the vein/wall rock contacts. This was succeeded by an ore stage consisting mainly of sphalerite, galena, chalcopyrite and pyrite. Accessories include bournonite and boulangerite. There was also a later introduction of complex intergrowths comprising bornite, chalcocite, enargite, and tennantite. In addition a lead/iron bearing copper sulphide and a copper bismuth sulphide of wittichenite composition (Cu₆Bi₂SO₆), the optical parameters of which do not agree with those of wittichenite, were also introduced. The late stage copper sulphides and sulphosalts were formed as replacements of earlier lower temperature (ca. 170°C) main phase mineralization, when temperature rose in minimum up to 230°C.

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Koexistierende Kupfer-Sulfide und Sulfosalze in der Blei-Zink-Iagerstätte Abakaliki, Unterer Benue-Graben (Nigeria) und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Die Blei-Zink-Lagerstätte Abakaliki im Unteren Benue-Graben (Nigeria) ist die größte einer Reihe von durch Bruchstrukturen bestimmten Buntmetallagerstätten innerhalb der unterkretazischen (Albian) Asu River Group Shales. Geländebeobachtungen, Erzmi-kroskopie undzeigen, Mikrosondenanalysen zeigen, daß die Gangmineralisation mit der Ablagerung von diagenetischem Markasit, Pyrit und, in kleinerem Ausmaß gel-ähnlicher kolloformer Schalenblende und Bleiglanz, besonders an den Kontaktzonen zwischen Gängen und Nebengestein begonnen hat. Darauf folgte ein Stadium der Erzablagerung, wobei es hauptsächlich zur Bildung von Zinkblende, Bleiglanz, Kupferkies und Pyrit kam. Bournonit und Boulangerit kommen als Nebengemengteile vor. Schließlich gab es eine spätere Bildung von komplexen Verwachsungen, die aus Bornit, Kupferglanz, Enargit und Tennantit bestehen. Außerdem kam es zum Absatz eines Blei-Eisenführenden Kupfersulfids und eines Kupfer-Wismut-Sulfids, dessen Zusammensetzung mit der von Wittichenit (Cu₆B2₂S₆) übereinstimmt, dessen optische Parameter jedoch anders sind. Die späten Kupfersulfide und Sulfosalze wurden durch Verdrängung von früheren Tieftemperaturerzen (ca. 170°C) der Hauptphase gebildet, wo die Temperaturen mindestens bis auf 230°C anstiegen.

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With 4 Figures     

The relationship of silver and gold in the basal reef of the Witwatersrand System,South Africa

Ag/Au ratios of individual gold particles and of ore-samples obtained from the Basal Reef conglomerate horizon of the Upper Witwatersrand System in the Orange Free State Goldfield (South Africa) are discussed. The Ag/Au values of individual gold grains were found to be exceptionally constant at about 0.0812, whereas the Ag/Au ratios of the ore-samples have markedly higher values and show a large variation. These values indicate that the detrital gold has been homogenized during transportation and sedimentation and that part of the original silver content has been redistributed. It is likely that the first refining of detrital gold particles occurred in streams which eventually drained into the Witwatersrand basin. Further redistribution of the silver relative to the gold took place in the littoral zone of the basin, where the conglomerates were reworked by wave action and erosion. It is contended that supergenic enrichment of gold might also have taken place close to the original shore-line. These processes are believed to account for an increase in the Ag/Au values of ore-samples towards the northwest in the area investigated. Finally, the gold has been homogenized during the metamorphic period of the Witwatersrand System, when pseudohydrothermal transport and redeposition of certain constituents took place. It is suggested that the main portion of the silver content of the original alloy, which was redistributed during the various processes outlined above, is now present as finely dispersed silver minerals. The hypothesis of an elevation control of the Ag/Au values has been found to be improbable.

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Es werden Ag/Au Verhältnisse von Goldkörnern und von Erzproben aus dem Basal Reef-Konglomerathorizont des Oberen Witwatersrand-Systems im Oranje-Freistaat-Goldfeld mitgeteilt. Die Ag/Au-Werte der Goldkörner sind außerordentlich konstant und bewegen sich um 0,0812, während die Ag/Au-Verhältnisse der Erzproben merklich höher sind und starken Schwankungen unterliegen. Das detritische Gold muß daher während seines Transportes und während seiner Ablagerung homogenisiert worden sein und dabei einen Teil seines ursprünglichen Silbergehaltes verloren haben. Eine erste Raffinierung des Goldes geschah wahrscheinlich während des Flußtransportes der Partikel in den Sedimentationsraum. Weitere Umlagerungen von Silber relativ zu Gold fanden in der Küstenzone des Witwatersrand Beckens statt, im Bereich starker Wellenbewegung und intensiver Aufbereitung des Sedimentmaterials. Es wird zudem angenommen, daß in der Nähe der ehemaligen Küste deszendente Prozesse aktiv waren, welche Gold anreicherten. Diese Silberumlagerungen werden als Grund dafür betrachtet, daß im Untersuchungsgebiet die Ag/Au-Werte von Erzproben in der Haupttransportrichtung gegen Nordwesten hin zunehmen. Schließlich wurde das Gold im Gefolge der Metamorphose der Witwatersrand-Sedimente pseudohydrothermal über kurze Distanzen umgelagert und dabei weitgehend homogenisiert. Es wird angenommen, daß die Silbergehalte, welche bei den verschiedenen Umlagerungsprozessen freigesetzt wurden, heute größtenteils in Form fein verteilter Silbermineralien vorliegen. Eine Abnahme der Ag/Au-Werte mit zunehmender Teufe konnte nicht bestätigt werden.

     

Xonotlit und Pektolith aus basischen Gesteinen des Peridotitgabbrokomplexes im Zlatibor-Gebirge,Jugoslawien

Zusammenfassung Im westlichen Randgebiet des Zlatibor-Gebirges, im Tal des Flusses Lim, wurden in der Nähe des Ortes Bistrica in der Randzone einer kleineren Pyroxenitmasse gegen angrenzenden serpentinisierten Peridotit dünnere, milchweiße Adern gefunden. Sie bestehen aus Xonotlit und Pektolith. Der Xonotlit ist nach seinem äußeren Aussehen Chalcedon-ähnlich; von ihm werden die zentralen Teile der Äderchen eingenommen. Der Pektolith ist weiß und faserig; aus ihm bestehen die Ränder der Adern. Die Resultate der ausführlichen optischen, quantitativ chemischen, thermischen und röntgenographischen Untersuchungen sowie der Untersuchungen im infraroten Spektralgebiet stimmen mit bisher bestehenden Angaben für beide Minerale überein.Die Genesis dieser Minerale läßt sich auf die Umwandlung der basischen, primäre Calciumminerale enthaltenden Gesteine zurückzuführen. Es entstehen dabei in diesen Gesteinen aus Calciummineralen verschiedene sekundäre Minerale. Der Überschuß des Calciums und Siliciums wird unter den meso- bis katathermalen Umständen in der Form einfacher Adernparagenesen ausgeschieden.

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Xonotlite and pectolite from basic rocks of the peridotite-gabbro-complex in the Zlatibor-mountains, Yugoslavia

Summary In the Lim valley, at the western slope of Mount Zlatibor, near the village of Bistrica there is a minor pyroxenite mass surrounded by serpentinized peridotite. The border zone of pyroxenite contains milk-white viens composed of the rare minerals xonotlite and pectolite. Xonotlite is in its outer appearance similar to chalcedony and occupies the central parts of the veins. Pectolite is white and fibrous, and is confined to the outer parts of the veins.The results of detailed optical, quantitative chemical, thermal and x-ray examinations, and of infrared spectral analyses agree with the hitherto known data on both minerals.The origin of these minerals may be explained by alteration of basic rocks containing primary calcium minerals. Different secondary minerals can be formed from calcium minerals by such processes. The excess calcium and silica precipitate in the form of simple vein associations under the mesoto katathermal conditions.

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Mit 2 Abbildungen     

The Mount Nansen gold-silver deposit,Yukon territory,Canada

The Mount Nansen ore deposit consists of a system of narrow steeply dipping veins in metamorphic rocks of Precambrian to Paleozoic age, andesitic volcanics and granodioritic to granitic intrusives of Mesozoic age, and Cretaceous to early Tertiary dacitic porphyries.Pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and freibergite are the main constituents of the sulphide ore which has been mined for its gold and silver content. In parts of the mine the sulphide minerals are altered to a complex association of secondary minerals. No supergene enrichment zones have formed, suggesting very limited transport during alteration as a possible result of the existing permafrost conditions. Statistical evaluations of gold and silver assay data indicate a down-dip decrease of the silver content and a more uniform gold distribution.Two possible metallogenetic explanations are given: 1. a hydrothermal origin of the deposit as a final phase of the Cretaceous-early Tertiary magmatic episode 2. a source horizon concept with the metal content of the ore deposit having been derived from the surrounding country rocks.

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Zusammenfassung Die Mount Nansen Lagerstätte setzt sich aus einem System geringmächtiger, steil einfallender Gänge zusammen. Diese durchsetzten präkambrische bis paläozoische Gesteine, mesozoische, andesitische Extrusiva und granodioritische bis granitische Intrusiva sowie kretazische bis frühtertiäre dazitische Porphyre.Pyrit, Arsenkies, Zinkblende, Bleiglanz und Freibergit sind die Hauptbestandteile des sulfidischen Erzes, welches seines Gold- und Silbergehaltes wegen abgebaut wurde. Die Sulfidmineralien wurden in gewissen Abschnitten der Mine zu einer komplexen Vergesellschaftung sekundärer Erze umgewandelt. Die Abwesenheit einer supergenen Anreicherungszone kann auf die herrschenden Permafrostbedingungen zurückgeführt werden, welche nur einen limitierten Stofftransport während der Verwitterung zuließen. Die statistische Auswertung der zahlreichen Gold- und Silberanalysenresultate lassen eine Abnahme des Silbergehaltes nach der Teufe und eine eher gleichmäßige Verteilung des Goldgehaltes erkennen.Zwei metallogenetische Deutungen werden für das Lager diskutiert. Erstens eine hydrothermale Herkunft als abschließende Phase des kretazischen bis frühtertiären Magmatismus, und zweitens eine pseudohydrothermale Herkunft (source horizon concept), wobei das umliegende Nebengestein als Quelle für die Metallgehalte des Lagers betrachtet wird.

     

Study of the apatite-magnetite veins near Kasipatnam,Visakhapatnam district,Andhra Pradesh,India

Summary A study of the mineralogy of zoned apatite-magnetite veins near Kasipatnam in the Eastern Ghats has led to the recognition of a broad paragenetic sequence starting with hyalophane, followed by calciferous pyroxene (salite-ferrosalite range), biotite, magnetite, zircon, fluorapatite, allanite and actinolite, calcite, barite and sulphide minerals. The fluorapatite is characteristically radioactive, containing appreciable amounts of thorium and rare earth elements. The association of hyalophane and calciferous pyroxene in the apatite-magnetite veins is due to the contamination of hydrothermal fluids by the calcareous material of the khondalite rocks. These veins are considered to be fracture filling metasomatic skam deposits displaying pegmatitic fabrics in charnockites of the Eastern Ghats. Zoned features and inward coarseness of minerals from margins of veins suggest that they have crystallized from skarn solutions, approaching a normal magmatic concept.

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Studium der Apatit-Magnetit-Gänge nahe Kasipatnam, Distrikt Visakhapatnam, Andhra Pradesh, Indien

Zusammenfassung Das Studium zonarer Apatit-Magnetit-Gänge bei Kasipatnam in den östlichen Ghats hat zur Erkennung einer breiten paragenetischen Abfolge geführt. Diese beginnt mit Hyalophan und wird mit Ca-führenden Pyroxenen der Salit-Ferrosalit-Reihe, Biotit, Magnetit, Zirkon, Fluorapatit, Allanit, sowie Aktinolith, Calcit, Baryt und Sulfidmineralen fortgesetzt; dabei hört der Ca-führende Pyroxen nach einer Weile auf, während der Hyalophan bis zur vollständigen Kristallisation des Fluorapatits andauert. Der Fluorapatit, der beträchtliche Mengen an Thorium und an Elementen der Seltenen Erden enthält, ist charakteristischerweise radioaktiv. Die Assoziation von Hyalophan und Ca-führendem Pyroxen in den Apatit-Magnetit-Gängen ist in der Kontaminierung hydrothermaler Lösungen durch kalkiges Material der Khondalit-Gesteine begründet. Zonarbau und Vergröberung der Minerale vom Rand der Gänge gegen innen legen nahe, daß sie aus Skarnlosungen kristallisierten, wobei man sich einem normalen magmatischen Konzept nährt.

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With 6 Figures     

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

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

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

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

     

Source of metals in metamorphic ore-forming processes in the Apuane Alps (NW Tuscany,Italy): Constraints by Pb-isotope data

Summary A total of 19 samples of sulfides, barite and country rocks from three important deposits of the Apuane Alps district (Bottino, Pollone and Monte Arsiccio) were analyzed for Pb-isotopic compositions. Ore lead shows a fairly homogeneous isotopic signature (206/204: 18.2-18.4; 207/204 15.7; 208/204: 38.5-38.6), defining a high , high W province suggestive of an evolution in a crustal environment since at least the Middle Proterozoic. Pb-Pb model age of the ores is in the order of 350 Ma, in gross agreement with the Lower-Middle Paleozoic age assigned to most country rocks. The present-day Pb-isotope ratios of presumed exhalative tourmalinites associated with the Bottino deposit and of other country rocks from mineralized areas are also similar. Moreover, most of these rocks show relatively high total Pb contents (> 70 ppm). HCl-soluble lead in these samples also has a roughly similar isotopic signature. In contrast, rock samples collected at greater distances from mineralized bodies have lower Pb concentrations (< 10 ppm) and more radiogenic 206/204 and 208/204 ratios (18.6 to 18.9 and 38.9 to 39.3 respectively). HCl-soluble lead in these samples has distinctly lower 208/204, and to a lesser extent 206/204 ratios (38.6 to 38.9 and 18.5 to 18.9 respectively). In agreement with previously established genetic models, these results may be interpreted in terms of a major episode of lead extraction in the Paleozoic, possibly in association with exhalative tourmalinites, followed by remobilization and reconcentration in vein mineralization during the Apenninic orogeny. The isotopic signature of country rocks in mineralized areas may be ascribed to a Pb-isotope halo effect induced by metamorphism. When compared with Pb-isotope data from deposits of the southern Tuscany mining district, the ore lead in Apuane Alps exhibits similar isotopic patterns, but with lower 208/204 and 206/204 ratios. This fact suggests for the two districts source(s) with similar evolutions of their U/Pb and Th/Pb ratios, but distinctly different times of Pb extraction.

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Die Herkunft von Metallen bei metamorphen erzlagerstättenbildenden Prozessen in den Apuanischen Alpen (NW Toskana, Italien): Eigebnisse von Pb-Isotopendaten

Zusammenfassung In den Apuanischen Alpen (NW Toskana) treten prämetamorphe, schichtförmige Fe-Ba Erzlagerstätten in grünschieferfaziell metamorphen Serien sedimentären und vulkanosedimentären Ursprungs auf (e.g. Pollone und Monte Arsiccio), die von syn- bis spätkinematisch gebildeten, diskordanten Vererzungen begleitet werden. Ein Gangsystem mit Quarz, Karbonat und Pb-Zn-Ag (Bottino) wird von einem stratiformen Turmalinithorizont mit erhöhten Metallgehalten begleitet.Um die Frage eines metamorphogenen Ursprungs der gangförmigen Vererzungen im Gefolge der Appenninischen Metamorphose (Oligozän-Miozän) und die vermutete Herkunft der Metalle aus den schichtförmigen Lagerstätten und Metallanreicherungen zu überprüfen, wurden Pb-Isotopenuntersuchungen an Sulfiden, Bariten, Turmaliniten und Nebengesteinen durchgeführt. Das Erzblei aus stratiformen wie auch gangförmigen Lagerstätten zeigt nur geringe Variationen der Pb-isotopenverhältnisse und ist innerhalb eines Vorkommens homogen (206/204: 18.2-18.4; 207/204: 15.68; 208/204: 38.538.6). Seine relativ hohen - and W-Werte weisen auf eine Bleientwicklung in kontinentalem Krustenmilieu, spätestens seit dem mittleren Proterozoikum hin. Die 207/206 Modellalter von ca. 350 Ma stimmen größenordnungmäßig mit dem vermuteten paläozoischen Alter des Nebengesteins überein, sind aber für die gangförmigen tertiären Vorkommen zu hoch. Baryt-, Turmalinit- und Gesamtgesteinsproben aus der Nähe der Lagerstätten zeigen alle ähnliche Pb-Isotopenverhältnisse wie die Sulfide. Die Gesteine weisen hohe Pb-Gehalte von > 70 ppm auf. In größerer Entfernung zu den Lagerstätten sind die Pb-Gehalte mit < 10 ppm deutlich niedriger und die Pb-Isotopenverhältnisse sind radiogener (206/204: 18.8-18.9; 208/204: 38.9-39.3). Ihr HCl-1ösliches Blei ist hingegen weniger radiogen.Die Resultate stützen die neueren Ansichten, daß es im Paläozoikum zur Bildung von exbalativen Turmaliniten verbunden mit einer Metallanreicherung und von stratiformen Fe-Ba-Lagerstätten kam. Während der appenninischen Metamorphose wurden die Metalle remobilisiert, und es kam zur Bildung von gangförmigen Vorkommen und Lagerstätten. Die hohen Pb-Gehalte der Nebengesteine und die Isotopensignatur des HC1-löslichen Bleis deuten auf eine metamorphogene Halo-Bildung. Die Bleiisotopen von jungtertiären Erzen aus der südlichen Toskana sind im Vergleich mit dem apuanischen Erzblei radiogener. Sie weisen aber dieselben hohen - und W-Werte auf. Das heißt, das Blei stammt aus Gesteinen, die eine qualitativ wie auch quantitativ ähnliche Entwicklung bezüglich der U/Pb und Th/Pb Verhältnisse durchlaufen haben wie jene, die das Blei der apuanischen Lagerstätten geliefert haben.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March 21–23, 1991.     

Geology of bogala mine,ceylon and the origin of vein-type graphite

The unique vein-type graphite deposits of Ceylon occur in high-grade metamorphic terrain of Early Precambrian metasedimentary series. At the Bogala graphite mine, the rocks are of the granulite and almandine amphibolite metamorphic facies. The direction of veins is strongly controlled by the two major regional lineation directions; veins with a third direction are also present. The veins are very irregular in length, width, and local attitude and contain only minor amounts of other minerals than pure graphite. Each vein is made up of a number of parallel graphite sheets oriented parallel to the vein. It is suggested that the Ceylon graphite veins, and possibly all similar deposits, form by lateral secretion. The graphite is obtained from the surrounding carbon-rich sediments and transported in the solid phase as the slippery graphite grains move along grain boundaries down a pressure gradient. The graphite accumulates along the relatively low-pressure zones of fractures. Each graphite sheet within the vein represents a period of pressure release along the fracture.

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Zusammenfassung Die einzigartigen gangförmigen Graphitlagerstätten von Ceylon befinden sich in einem hochgradig metamorphen Gebiet präkambrischer Sedimente. Die Bogala Grube liegt in einer Granulit- und Almandin-Amphibolitzone. Die Richtung der Gänge wird weitgehend bestimmt durch die beiden regionalen Gesteins-Hauptrichtungen; doch gibt es auch Gänge, die einer dritten Richtung folgen. Länge, Breite und lokaler Verlauf der Gänge sind sehr unregelmäßig. Neben reinem Graphit weisen sie nur geringe Mengen anderer Mineralien auf. Jeder einzelne Gang besteht aus einer Reihe gangparalleler Graphitzonen. Es besteht die Vermutung, daß die ceylonesischen Graphitgänge und möglicherweise alle ähnlichen Lagerstätten durch Lateralsekretion entstanden sind. Der Graphit stammt aus den stark karbonhaltigen Sedimenten der Umgebung und wird im festen Zustand umgelagert, indem die Graphitblättchen sich auf Korngrenzen in Richtung des Druckabfalls bewegen. Der Graphit sammelt sich entlang den Bruchzonen mit relativ niedrigem Druck an. Jedes Graphitband im Gang ist auf eine Druckentlastung entlang der Bruchzone zurückzuführen.

     

Volcanic exhalations and ore deposition in the vicinity of the sea floor

Recent work by Haas (1971) has made available information on densities and vapor pressures of solutions of differing salinities at temperatures up to 330 °C. From these data it is possible to predict the behavior of volcanic exhalations of various degrees of salinity as they approach the sea floor. Particular attention is devoted to solutions of 5.0 weight per cent NaCl and 20 weight per cent NaCl, two fluids that approximate quite closely the salinities of what Roedder (1967) termed: (1) normal hydrothermal fluids and (2) fluids typical of stratiform deposits of low-temperature conditions of origin. It is apparent that solutions above 220–230 °C. cannot reach a sea floor on which the depth of water is 180 m or less in the liquid state but will boil at some appreciable depth beneath the sea floor. Such boiling would result in the precipitation of all constituents of the ore fluids of significantly lower vapor pressure than water. The principal such constituent would be salt, and no sulfide deposits, the major constituent of which is salt, are known. It follows, therefore, that ore fluids probably never get close to sea floor of shallow seas at temperatures high enough to permit boiling. Ore fluids significantly above 230 °C. can reach the sea floor in the fluid state only if the depth of the sea in the area in question is well above 180 m, for example, solutions at temperatures of ±300 °C. reach the sea floor in the liquid state only if the depth of sea water is slightly over 915 m. Ore fluids reaching the sea floor at such depths may be the parents of such fluids as the Red and Salton Sea brines. On the basis of these data, the Cyprus and Kuroko deposits are discussed.

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Zusammenfassung Eine kürzlich erschienene Veröffentlichung von Haas (1971) hat Daten über die Dichte und den Dampfdruck von Lösungen verschiedener Salzgehalte und Temperaturen bis zu 330 °C gebracht. Mit diesen Daten ist es möglich, das Verhalten von vulkanischen Exhalationen verschiedener Salzgehalte zu bestimmen, wenn sie sich dem Meeresboden nähern. Besonders eingehend werden Lösungen von 5.0 Gewichtsprozent NaCl und 20 Gewichtsprozent NaCl betrachtet, die von Roedder (1967) 1. als normale hydrothermale Lösungen und 2. als Lösungen, die typisch für schichtgebundene telethermale Lagerstätten sind, bezeichnet werden. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Wassertiefe weniger als etwa 180 m ist, Lösungen von einer Temperatur von 220–230 °C den Meeresboden nicht im flüssigen Zustand erreichen können, sondern bei einiger Tiefe unter dem Meeresboden zum Sieden kommen. Dieses würde zu einer Ausfällung aller jener Bestandteile der Lösung führen, deren Dampfdruck geringer als der des Wassers ist. Der Hauptbestandteil würde Salz sein, und keine Sulfiderzlagerstätten, in denen Salz der Hauptbestandteil ist, sind bekannt. Es wird hieraus geschlossen, daß Lagerstätten-bildende Lösungen wahrscheinlich niemals nah an den Boden seichter Meere kommen, während ihre Temperaturen hoch genug sind, um Sieden zu erlauben. Lagerstätten-bildende Lösungen, wesentlich heißer als 230 °C, können im flüssigen Zustand den Meeresboden nur erreichen, wenn die Meerestiefe an diesem Punkt größer als 180 m ist; zum Beispiel können Lösungen, deren Temperatur etwa 300 °C ist, den Meeresboden im flüssigen Zustand nur erreichen, wenn die Meerestiefe größer als 915 m ist. Erzbildende Lösungen, die den Meeresboden in solcher Tiefe erreichen, mögen die Stammlösungen der hoch konzentrierten Salzlösungen des Roten Meeres und des Salton Sea sein. Die Lagerstätten Zyperns und Kurokos werden anhand dieser Daten diskutiert.

     

Distribution of gold,silver, copper,lead and zinc in the productive Marysville stock,Montana

125 whole rock samples from the productive Marysville, Montana, granodiorite and the surrounding metamorphic rocks were analyzed by neutron activation analysis for gold and silver, and by atomic absorption for copper, lead and zinc. In the vicinity of known gold veins, anomalous values for gold and silver were found in both types of bedrock. Anomalies for the base metals were much less pronounced. The results indicate that systematic analysis of igneous bodies could be useful in exploration for hydrothermal ore deposits.

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Zusammenfassung 125 Gesteinsproben des sogenannten produktiven Granodiorits in Marysville (Montana) wurden durch Neutronenaktivierungsanalyse auf Gold und Silber und mittels Atomabsorptionsanalyse auf Kupfer, Blei und Zink analysiert. In der Nähe bekannter Goldadern wurden in beiden Gesteinsarten ungewöhnlich hohe Gold- und Silber-Werte gefunden. Anomale Werte für Kupfer, Blei und Zink waren seltener. Die Ergebnisse zeigen, daß eine systematische Untersuchung magmatischer Gesteinskomplexe bei der Suche nach hydrothermalen Erzlagerstätten von Nutzen sein kann.

     

Some thoughts on the origin and processes responsible for the concentration of gold in the early precambrian of southern-africa

The important gold deposits of the early Precambrian of Southern Africa are confined to two main geologic environments. The source of the gold and modes of concentration in each of these environments are discussed. The first is comprised of the ancient granite-greenstone terrains of the Rhodesian and Kapvaal cratons where the gold occurs almost exclusively in the greenstone belts. The ultimative source of the metal is considered to have been the primitive mafic and ultramafic lavas at the base of such belts. Concentration of this disseminated gold has been brought about by a number of geological and possible biological processes. The second geologic environment comprises the important placer deposits of the Dominion Reef and Witwatersrand Systems. All available evidence suggests that the sediments of these two basins were largely derived from the erosion of a granite-greenstone terrain similar to the Barberton region of the Eastern Transvaal. An attempt is made to show the correlation between the expected placer minerals derived from successive erosional levels of such a terrain, and the actual placer minerals encountered in the Dominion Reef and Witwatersrand Systems.

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Zusammenfassung Im südlichen Afrika sind die wichtigsten Goldlagerstätten des frühen Präkambriums zur Hauptsache auf zwei geologische Bereiche beschränkt. Für beide Bereiche werden die primäre Herkunft des Goldes und die Art und Weise seiner Konzentration diskutiert. Der erste Bereich umfaßt die alten Granit-Grüngestein-Komplexe des Rhodesien- und des Kapvaal-Kratons. In beiden Kratonen tritt das Gold fast ausschließlich in den Grüngesteinszonen auf. Als primäre Zubringer des Metalles werden die primitiven basischen bis ultrabasischen Laven an der Basis der Grüngesteinszonen angenommen. Das primäre Gold, welches zur Hauptsache als feinverteilte Imprägnationen auftritt, ist durch verschiedene geologische und möglicherweise auch durch biologische Prozesse umgelagert und konzentriert worden. — Der zweite geologische Bereich umfaßt die wichtigen Seifenlagerstätten in den Dominion Reef und Witwatersrand Systemen. Alle verfügbaren Untersuchungsergebnisse lassen den Schluß zu, daß der Ursprungsort der Sedimente in diesen beiden Ablagerungsräumen in ähnlichen Granit-Grüngestein-Komplexen, wie sie in der Umgebung von Barberton im östlichen Transvaal auftreten, gesucht wetden muß. Abschließend wird versucht, eine Korrelation zwischen den Seifenmineralien, welche von sukzessiven Erosionsniveaus solcher Granit-Grüngesteins-Komplexe zu erwarten sind und den Seifenmineralien, wie sie in den Sedimenten der Dominion Reef und Witwatersrand Systeme auftreten, aufzuzeichnen.