Minor element geochemistry of sulphide minerals in the Broken Hill Lode (N.S.W.) in relation to the origin of the ore

The Broken Hill Lode, located in western New South Wales, is one of the largest silver-lead-zinc deposits in the world. It consists of a series of individual ore lenses in high grade metamorphic rocks that have undergone a complex metamorphic and structural history. The origin of the ore has been the subject of debate for many years and theories that have been proposed include selective replacement and sedimentary hypotheses. Analyses have been made of minor elements in 119 galena and 129 sphalerite concentrates from ore samples from the various ore lenses. Elements studied were Ag, Sb, Sn, Bi and Se in galena, and Fe, Mn, Cd, Co and Cu in sphalerite. The results demonstrate significant variations in the composition of both galena and sphalerite between lenses. There is no evidence of consistent trends in composition within any of the lenses. This information agrees with previous data on characteristic Ag:Pb:Zn ratios and gangue mineralogy of the various lenses. It is considered that the chemical characterization of the lenses is best explained by an origin involving deposition of the ore constituents at the same time as the enclosing sediments.

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Zusammenfassung Die Lagerstätte von Broken Hill im westlichen Neu-Süd-Wales gelegen, ist eine der größten Silber-Blei-Zink-Lagerstätten der Welt. Sie besteht aus einer Serie einzelner Linsen in hochgradig metamorphosiertem Gestein, das einer komplexen metamorphen und strukturellen Geschichte unterworfen war. Die Entstehung der Erze ist seit Jahren umstritten; die diskutierten Theorien reichen von selektiver Verdrängung bis zu sedimentären Hypothesen. Aus 119 Bleiglanz- und 129 Zinkblendekonzentraten von Erzproben aus verschiedenen Erzlinsen wurden Spurenelementgehalte bestimmt. Die untersuchten Elemente waren Ag, Sb, Sn, Bi und Se im Bleiglanz und Fe, Mn, Cd, Co und Cu in der Zinkblende. Die Ergebnisse zeigen bedeutsame Unterschiede zwischen den Gehalten in Bleiglanz und in Zinkblende in verschiedenen Linsen. Es gibt keine Hinweise auf bestimmte Richtungen in den Gehalten in irgendeiner der Linsen. Dieses Ergebnis stimmt mit früher angegebenen Daten über charakteristische Ag:Pb:Zn-Verhältnisse und die Mineralogie der Gangarten der verschiedenen Linsen überein. Es wird gefolgert, daß der chemische Charakter der Linsen am besten erklärt wird durch eine Genese, bei der die Erze gleichzeitig mit den einschließenden Sedimenten zum Absatz kamen.

     

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

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

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

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

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With 6 Figures     

Stratabound barite deposits in Nevada

The barite deposits in the Shoshone Range contain rhythmic layering of several types. One type includes interlayered barite and clay seams with iron oxide grains and stains, where the barite beds gradually change in thickness upwards. Top-bottom (geopetal) features are present but differ from those observed in the Arkansas Stanley Shale deposits. Chert and very fine-grained quartz are interlayered with the barite. The thickest barite beds lie where the chert and shaly layers are thinnest. These are features one would normally find in a sediment. These and other observations suggest a formation by syn-diagenetic processes.

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Zusammenfassung Die Schwerspatlagerstätten der Shoshone Range in Nevada zeigen rhythmische Lagen verschiedener Arten. So gibt es eine Wechsellagerung von Schwerspat mit Tonhäutchen, die Eisenoxidkörner und -filme enthalten. Bei diesem Typ schwankt die Schichtmächtigkeit von unten nach oben. Die Lagen sind sehr reich an Geopetalgefügen aber unterscheiden sich von denjenigen in den Schwerspatlagerstätten von Stanley Shale, Arkansas. Die rhythmischen Lagen bestehen aus Flint (Chert), feinkörnigem Quarz und Schwerspat. Dichte Schwerspat-Lagen treten da auf, wo die Flint-Lagen sehr dünn sind oder fehlen. Solche Erscheinungen treten normalerweise sehr häufig in Sedimenten auf. Diese und andere erwähnte Beobachtungen geben Anlaß zur Annahme, daß es sich hier um synsedimentäre Lagerstätten handelt.

     

Platinum-, palladium- and gold-rich arsenide ores from the Kylmäkoski Ni-Cu deposit

Summary The Kylmäkoski deposit consists of a disseminated primary Ni-Cu mineralization hosted by a differentiated ultramafic body. It also shows sulfide veins (tens of meters long and up to 20 cm thick) that evolve laterally to massive Ni-arsenide ores. In these sulfide/arsenide veins, three different ore assemblages can be distinguished: 1) sulfide ores (S ores) composed of pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of cubanite, sphalerite and argentopentlandite which locally occurs intergrown with Ag-free pentlandite; 2) sulfide/arsenide ores (S/As ores) made up of the former S ores corroded and replaced by nickeline (locally with graphite), with gersdorffite filling discordant veins, abundant minute grains of sudburyite and accessory molybdenite, ullmanite, stibnite, galena and breithauptite; 3) arsenide ores (As ores) composed of nickeline, maucherite and disseminated, zoned cobaltite, with minor chalcopyrite, cubanite, sperrylite, sudburyite, electrum, galena, altaite and pilsenite. These veined ore assemblages were generated by the remobilization of primary, late magmatic arsenide-rich ores (well represented in the Vammala mine) by the intrusion of pegmatitic fluids derived from the partial melting of the metasedimentary country rocks.The early fractional crystallization of the monosulfide solid solution produced a residual As-rich melt that collected most noble metals (specially Pt, Pd and Au) leaving the primary Ni-Cu sulfide ores impoverished in these elements. In fact, late magmatic arsenide ores from Vammala contain up to 42.5 ppm Pd (in the form of extremely fine inclusions of sudburyite in nickeline and maucherite, and dissolved in trace amounts in the lattice of the latter Ni arsenides) and 9.6 ppm Au (concentrated in abundant minute inclusions of electrum in Ni arsenides). Later, during the remobilization of the primary arsenide ores of Kylmäkoski, Pd concentrated both in S/As and As ores in the form of sudburyite and in a rare PdBi compound. It also occurs in trace amounts in nickeline from S/As ores and in maucherite from As ores. Pt mainly concentrated in As ores as sperrylite and, in minor amounts in pilsenite and in cobaltite coronas around sperrylite. It occurs in trace amounts in the cores of zoned cobaltite. Gold is always present in the form of irregular grains of electrum in As ores.

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Pt- Pd- und Au-reiche Arseniderze von der Ni-Cu Lagerstätte Kilmäkoski (Vammala Nickel-Gürtel, SW Finnland)

Zusammenfassung Die Lagerstätte Kilmäkoski ist eine disseminierte primäre Ni-Cu-Vererzung, die in einem differenzierten ultramafischen Körper aufsitzt. Hier treten auch Sulfid-Gänge, die bis zu Zehnern von Metern lang und bis zu 20 cm mächtig sein können, auf; aus diesen entwickeln sich lateral massive Nickel-Arsenid Erze. Drei Erzparagenesen können in diesen Sulfid-Arsenid-Gängen unterschieden werden: 1. Sulfidische Erze mit Pyrrhotin, Pentlandit, Kupferkies und geringen Mengen von Cubanit, Zinkblende und Argentopentlandit der örtlich mit Ag-freiem Pentlandit verwachsen ist 2. Sulfid-Arsenid Erze, die aus korrodierten und durch Rotnickelkies verdrängten Sulfid-Erzen bestehen. Diese führen örtlich Graphit, Gersdorffit kommt als Füllung diskordanter Gänge vor. Außerdem gibt es verbreitet kleine Körner von Sudburyit und akzessorischem Molybdänit, Ullmanit, Antimonglanz, Bleiglanz und Breithaup tit. 3. Arsenid-Erze, die aus Rotnickelkies, Maucherit und disseminiertem, zonarem Kobaltit, mit Kupferkies, Cubanit, Sperrylit, Sudburyit, Elektrum, Bleiglanz, Altait und Pilsenit als Nebengemengteile bestehen. Diese gangförmigen Erzparagenesen entstanden durch die Remobilisation von primären, spätmagmatischen Arsenidreichen Erzen, die in der Vammala-Mine sehr gut aufgeschlossen sind, und auf die Intrusion pegmatitischer Fluide zurückgehen, die durch teilweises Aufschmelzen der metasedimentären Nebengesteine entstanden sind.Die frühe fraktionierte Kristallisation der Monosulfid Solid Solution führte zu einer residualen As-reichen Schmelze, die den Großteil der Edelmetalle (besonders Pt, Pd und Au) aufgenommen und die primären Ni-Cu Sulfiderze an diesen Elementen verarmt zurückgelassen hat. Spätmagmatische Arseniderze aus Vammala enthalten bis zu 42,5 ppm Pd (in Form von extrem feinkörnigen Einschlüssen von Sudburyit in Rotnickelkies und Maucherit, und als Spurengehalte im Gitter der späten Nickel-Arsenide), sowie 9,6 ppm Au, das hauptsächlich in den verbreiteten winzigen Einschlüssen von Electrum in Nickelarseniden vorkommt. Während der späteren Remobilisierung der primären Arseniderze von Kylmäkoski wurde Pd sowohl in S/As und As-Erzen in der Form von Sudburyit und in einer seltenen Pd-Bi Verbindung konzentriert. Es kommt auch als Spurenelement im Rotnickelkies aus S/As-Erzen und im Maucherit aus As-Erzen vor. Pt is vorwiegend in As-Erzen konzentriert, und zwar als Sperrylit, sowie in geringen Mengen in Pilsenit und in Colbaltit-Rändern um Sperrylit. Es kommt in Spurenelementen in den Kernen von zonaren Kobaltiten vor. Gold liegt stets in Form unregelmäßiger Elektrum-Körner in As-Erzen vor.

     

Die nordschwedischen Eisenerze und verwandte Lagerstätten als Beispiele eruptiver Spaltungsprozesse

Zusammenfassung Seit einem früheren Stadium der geologischen Erforschung der nordschwedischen Eisenerzlagerstätten vom Typus Kiruna — meistens apatitreiche Magnetiterze — war es den damit beschäftigten Forschern klar, daß die Substanz der Erze im magmatischen Stadium von dem Magma der begleitenden Porphyrgesteine abgespaltet wurde. Die Natur und die Ursachen dieses Abspaltens müssen nach dem geologischen Befund beurteilt werden, denn es handelt sich um spätmagmatische Ereignisse in einem experimentell noch nicht erforschbaren Gebiet. Mineralparagenese, Struktur, Kontaktverhältnisse usw. deuten auf Kristallisation aus einem an leichtflüchtigen Gemengteilen reichen Magma (pneumotektische Gebilde). Der spätmagmatische oder restmagmatische Charakter der Erzbildung wird auch durch Übergänge nach Erztypen, die bei niedrigeren Temperaturen gebildet sind, klargelegt. Die Trennung zwischen Erz und Gestein erscheint ebenso scharf wie in den Fällen, in denen erzbildende Lösungen gasförmig abgeschieden worden sind. Die Abscheidung muß auch bei den hier behandelten spätmagmatischen Erzen auf die Wirkung der leichtflüchtigen Gemengteile (Magmagase) zurückgeführt werden. Genetisch verwandt sind sulfidische Erze, deren Anknüpfung an den Kirunatypus aus ihrem Apatit- und Magnetitgehalt hervorgeht, und die sich entweder aus pneumotektischen Magmen oder aus gasförmigen Lösungen kristallisierten. Mehr entfernt von der magmatischen Kristallisation folgen gewisse metasomatische Erze ähnlicher Zusammensetzung. Eigentümlicherweise zeigen aber die kontaktmetasomatischen Eisenerze in Kalkstein eine wesentlich andere Zusammensetzung der aus dem Magma stammenden Gemengteile, obgleich auch ihr Material aus dem Magma in Gasform entwich. Besonders auffallend ist der hohe Kieselsäuregehalt und die Seltenheit des Apatits. Diese Eigenschaften findet man auch in den Lagerstätten von diesem Typus, die in demselben Gebiet wie die Kiruna-Erze auftreten, und die mit den dortigen Tiefengesteinen verbunden sind.     

Cumulate chemistry and its bearing on the origin of layering: Evidence from the Fongen-Hyllingen basic complex,Norway

Summary The Ruten Sequence of the basic Fongen-Hyllingen complex is composed of rhythmically layered olivine-plagioclase-clinopyroxene-orthopyroxene-Fe–Ti oxide cumulates. Phase layering is defined by the entry of orthopyroxene and Fe–Ti oxides. Only limited cryptic variation occurs through the c. 1800 m thick cumulate sequence. Rhythmically repeated units of interlayered dunite and troctolite are common throughout most of the sequence. Dunite units range from laminae a few centimeters thick to massive units 2–3 m thick. The modal abundance of olivine in the cumulates varies from 7 to 100 wt.%. In cumulates with MgO above 15 wt.% plagioclase and clinopyroxene occur in relatively fixed ratios between 4:1 and 3:2. Clinopyroxene-rich layers less than a centimeter thick are present only in olivine gabbros. In these, with MgO below 15 wt.%, modal variation of clinopyroxene in part controls the chemical variation of the cumulates. The modal and normative proportions of cumulus phases in the olivine gabbros can be related to equilibrium cotectics in the natural basalt system at approximately 5 kbar. It is suggested that the olivine-rich layers originated by supersaturated nucleation and growth of olivine.

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Chemie der Kumulate und ihre Bedeutung für die Entstehung der Schichtung, dargestellt am Beispiel des basischen Komplexes von Fongen-Hyllingen (Norwegen)

Zusammenfassung Die Ruten-Sequenz des basischen Fongen-Hyllingen-Komplexes setzt sich zusammen aus rhythmisch abgelagerten Kumulaten aus Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Eisentitanoxid. Phasenschichtung/Ablagerung wird durch das erste Auftreten von Orthopyroxen und Eisentitanoxiden charakterisiert. In der ca. 1800 m mächtigen Sequenz tritt kryptische Variation nur begrenzt auf; rhythmische Wiederholung eingeschalteter Dunit- und Troktolithorizon te dagegen häufig. Die Mächtigkeit der Dunite reicht von wenige Zentimeter dünnen Schichten bis zu zwei bis drei Meter dicken Bänken. Der Modalbestand an Olivin in den Kumulaten variiert zwischen 7 und 100 Gew.%. In Kumulaten mit einem MgO-Gehalt von über 15 Gew.% liegt das Mengenverhältnis von Plagioklas zu Klinopyroxen relativ konstant bei 4:1 bis 3:2. Klinopyroxen-reiche, weniger als zentimeterdicke Lagen finden sich nur in Olivingabbros. In diesen ist der MgO-Gehalt weniger als 15 Gew.% und die modale Variation des Klinopyroxens steuert teilweise die chemische Variation der Kumulate. Die modalen und normativen Verhältnisse der Kumulusphasen im Olivingabbro lassen sich in Beziehung setzen zu dem kotektischen Gleichgewicht natürlicher Basaltsysteme bei 5 kbar. Die olivinreichen Lagen suggerieren Bildung durch übersättigte Nukleation und Kristallisation.

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With 13 Figures     

Zentralasiatische Gebirgszusammenhänge

Zusammenfassung Zwischen der Tarim-Masse (Serindia) und der Ordos-Plattform scheint keine unmittelbare geologische Verbindung vorzuliegen. Die faziellen Leitlinien, besonders der ordovizischen Lagerfolgen in Tienshan und in den nördlichen Ketten des Nanshan, bezeugen die Verbindung dieser beiden Sedimentationsräume und deren gleichartige Situation bezüglich des sedimentliefernden Hinterlandes. Das Auftreten von permischen Ablagerungen der Rotliegend-Fazies in Nanshan und im westlichen Teil des Tarim-Beckens, eine Fazies, die in Zentralasien außerhalb dieser Zone nicht bekannt ist, weist auf paläogeographisch nahe Beziehung zwischen den Fennosärmatischen und den Sinokoreanischen Rotliegend-Regionen hin. Die Verbindung zwischen Serindia und der östlichen Rotliegend-Region scheint deshalb durch eine alte Masse in der Gegend der heutigen Hochebene von Tsaidam vermittelt gewesen zu sein.     

Sandstone-hosted lead-zinc mineral deposits and their relation to the tectonic mobilization of the baltic shield during the Caledonian orogeny—a reinterpretation

Summary Sandstone-hosted lead-zinc impregnation deposits in Scandinavia occur in Vendian to Cambrian and, locally, Ordovician sandstones that rest unconformably on the deeply eroded Baltic Shield. The sandstones are overthrust by the Caledonian nappes or form part of the lowermost Caledonian thrust units. Sandstone-hosted lead-zinc deposits, that occur along the present erosional front of the Caledonides, contain galena and sphalerite cementing fractures and pore space. The deposits formed by fluid-mixing processes in the sandstones. Early ore genetic models considered the ore-hosting sandstones, because of the positive correlation between ore grade and palaeo-permeability, as main aquifer for the metalliferous fluids that were interpreted to be either ground-waters or hot basinal brines driven out from geosynclinal sediments during the Caledonian orogeny.It is suggested here that the distribution of sandstone-hosted lead-zinc deposits is controlled by Caledonian reactivated basement structures, as the ores overlay faults and lithologic discontinuities in the basement. The geographic distribution of the Scandinavian sandstone-hosted lead-zinc deposits coincides with areas that show both extensive thrust sheets of the Lower Allochthon unit at the front and basement culminations in the interior of the Caledonian orogen. These areas are characterized by deeper thrusting levels and probably more intense reactivation of basement faults, which made the basement more susceptible to large-scale fluid migration. Metalliferous fluids emerging from Caledonian reactivated basement faults mixed with fluids in the sedimentary cover, which resulted in metal precipitation. The lead-zinc deposits in sandstones that formed by these processes occur selectively in the lowermost permeable cover.

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Zusammenfassung Entlang der erosiven Front der kaledonischen Decken treten Bleiglanz- und Zinkblendeimprägnierungen in wendischen bis kambrischen, sowie teilweise ordovizischen, Sandsteinen auf, welche auf dem tief erodierten proterozoischen Baltischen Schild abgelagert und von den kaledonischen Decken überschoben worden sind. Die Bleiglanz- und Zinkblendeimprägnierungen waren infolge der Mischung von zwei hydrothermalen Lösungen in den Sandsteinen gebildet worden. ältere erzgenetische Modelle betrachteten die vererzten Sandsteine infolge der positiven Korrelation zwischen den Erzgehalten und der Faläopermeabilität als hautpsächlichen Zufuhrsweg für die vererzenden Fluide. Die Erzlösungen wurden entweder als Grundwässer und frühdiagenetische Lösungen oder als während der kaledonischen Deckenüberschiebung aus geosynklinalen Sedimenten ausgepreßte Lösungen interpretiert.Es wird hier vorgeschlagen; daß die Bildung der Vererzungen, welche Verwerfungen und Gesteinskontakte im Grundgebirge überlagern, von Strukturen im kaledonisch reaktivierten Grundgebirge kontrolliert wurde. Die geographische Verbreitung der Blei Zinkvererzungen in den Sandsteinen fällt sowohl mit mächtigen Überschiebungsdecken des Unteren Allochthons an der Gebirgsfront als auch mit Grundgebirgsaufwölbungen im Gebirgsinnern zusammen, welche beide einen tieferen Abscherungshorizont und eine möglicherweise damit zusammenhängende kräftigere Verschuppung des Grundgebirges bedingen. Eine lokal intensivere tektonische Beanspruchung des Grundgebirges resultierte in einer erhöhten großräumigen Durchlässigkeit für hydrothermale Lösungen. Aus dem Grundgebirge austretende Fluide mischten sich mit in der Überlage vorhandenen Fluiden und fällten dadurch ihren Metallgehalt aus. Das selektive Auftreten von Blei-Zinkvererzungen in den Sandsteinen ist durch deren Lage als unterste auf dem Grundgebirge abgesetzte fluidführende lithologische Einheit bedingt.

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With 3 Figures     

Der Pyroxentuff vom Heilsberg im Hegau

Zusammenfassung Das Tuffvorkommen vom Heilsberg bei Gottmadingen im Hegau wurde neu kartiert und mineralogisch untersucht. Die Korngrößenverteilung zeigt ein deutliches Maximum bei 0,6–1,2 mm. Der Tuff besteht aus 40% magmatogenem Material und 60% Bestandteilen des durchschlagenen Untergrundes. Die magmatogenen Komponenten sind 17% Einzehnineralien, 10% Grundmasse und 13 % Auswürflinge. Unter den Einzelmineralien wiegt der Pyroxen (Fassait) vor, daneben kommen Amphibol, Biotit und Magnetit, ferner Apatit und Analcim sowie einige seltenere Mineralien vor. Für Pyroxen, Amphibol, Biotit und Magnetit werden chemische Analyse und optische Eigenschaften mitgeteilt. Die größte Menge der magmatogenen Auswürflinge sind kugelförmige Lapilli, die hinsichtlich ihrer Entstehung genauer untersucht und chemisch analysiert wurden. Seltener sind grobkristalline, dunkle und belle Bomben, deren Mineralgehalt und chemische Zusammonsetzung genauer beschrieben werden. Sic stellen wahrscheinlich Differentiate des Heilsbergmagmas dar. Die ehemals glasige, magmatogene Grundmasse des Tuffs liegt heute als ein Gemenge von Montmorillonit und Calcit vor.Aus den nichtmagmatogenen Bestandteilen kann auf den Untergrund im Bereich des Heilsbergvulkans geschlossen werden. Aus dem Deckgebirge wurden Tertiär, Mahn, Dogger, Jura, Keuper und Muschelkalk nachgewiesen. Das Grund-gebirge besteht hauptsächlich aus granodioritischen bis granitischen Gesteinen und enthält auffallenderweise nur wenig Gneise. Der Herd der Eruption dürfte mindestens 4000 m tief liegen.Der Chemismus des Heilsbergmagmas ist hornblenditisch. Es ist dem Magma der Melilithite verwandt und leitet zu den Phonolithen des Hegau über. Das Gestein ist als hornblenditischer Pyroxen-Analcim-Tuff zu bezeichnen.Zwei unabhängige Bestimmungen nach der K-Ar-Methode ergaben für den Biotit des Tuffs ein obermiozänes Alter von 14,0 bzw. 14,5 Mill. Jahren.Mit 2 Textabbildungen     

Metallogenic provinces and epochs in southern Central America

The southern part of Central America is characterized by common geological features. The ophiolitic belt running alongside the Pacific is related to the late Mesozoic eugeosynclinal trough. No significant mineralization is known in this rock complex. Copper ore occurrences in the Azuero peninsula are associated with the late Cretaceous diorite pluton. During Tertiary time, radial tectonic deformation and basaltandesite-dacite volcanism took place. Gold-silver quartz veins and Cu-, Pb-, Zn- (Ag)-sulfidic ore formation associated with this magmatic and tectonic activity form the largest metallogenic provinces. Porphyry copper mineralization in northern Panama is confined to the late Tertiary intermediate hypabyssal intrusives. Laterite, and gold placers are the only exogenic deposits. The relative abundance of copper ores in southern Central America indicates a geochemical specialization of magma in copper and the possible continuation of the circum-Pacific copper belt across Central America.

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Zusammenfassung Der südliche Teil von Zentralamerika zeichnet sich durch regionale Merkmale der geologischen Beschaffenheit aus: Die ophiolitische Zone längs der Pazifikküste ist mit der spät-mesozoischen Eugeosynklinale verbunden. Keine bedeutende Mineralisation ist in diesem Komplex bekannt. Die Kupfererzvorkommen auf der Azuero-Halbinsel sind mit spät-kretazischen Dioritintrusionen verbunden. Während des Tertiärs entstanden radialtektonische Störungen und Basalt-Andesit-Dazit Vulkanismus. Die Gold-Silber Quarzgänge und die sulfidische Cu-Pb-Zn-(Ag-) Erzformation, die mit dieser magmatischen und tektonischen Aktivität verbunden ist, bildet die grössten metallogenetischen Provinzen. Die porphyrische Kupfermineralisation in Nord-Panama ist mit den spät-tertiären intermediären hypoabyssischen Intrusionen assoziiert. Laterit und Seifen sind die einzigen exogenen Lagerstätten. Die relative Häufigkeit der Kupferlagerstätten im südlichen Teil Zentralamerikas weisen auf eine mögliche geochemische Spezialisation der Magmen in Kupfer und Fortsetzung der zirkumpazifischen Kupferzone quer durch Zentralamerika hin.

     

11. Physikalisch-chemische Beobachtungen zur Sedimentdiagenese an Postglazialsedimenten der Eckernförder Bucht (Ostsee)

Zusammenfassung Die diagenetischen Beobachtungen wurden an einer in der Eckernförder Bucht (westliche Ostsee) bei 13 m Wassertiefe niedergebrachten Bohrung angestellt. Das Sediment bestand die ersten 10 m aus Gyttja, dann folgten noch 1,5 m Torf und Süßwassergyttja. Das Alter der einzelnen Bohrproben wurde durch die Pollenanalyse festgelegt. An physikalischen Bestimmungen wurden ausgeführt: Bestimmung des Wassergehalts, der Temperatur, des spezifischen Gewichts, der Wasserstoffionenkonzentration (ph) und des Chlorophyllgehalts. Die anorganisch-chemischen Bestimmungen erstreckten sich auf Kalk, Kohlensäure, Eisen, Schwefelwasserstoff, Chlorid und Sulfat. Die stärksten diagenetischen Vorgänge; finden vorwiegend in den obersten Zentimetern statt, die spätere Umwandlung in der marinen Gyttja (im Hangenden des Torfs und der limnischen Gyttja) sind als anormal zu betrachten, weil das vom Land her durch den liegenden Torf in das Hangende eindringende Grundwasser den Ablauf offenbar stört.Es ergibt sich daraus, daß im Litorina-Transgressionsgebiet der westlichen Ostsee (wo immer im Liegenden Grundwasserträger — Torf und Sand — zu erwarten sind), keine geeigneten Sedimentfolgen zur Untersuchung der ungestörten Diagenese im Alluvium und Diluvium zu erwarten sind.Vorgetragen auf der Tagung der Geologischen Vereinigung in Frankfurt a. M. am 8. Januar 1938.     

Beitrag zur Kenntnis des Oberkreide-klimas in Polen

Zusammenfassung Einer der wichtigsten Temperatur-Hinweise im Paläoklima der Oberkreide in Polen sind die Reste der kontinentalen Floren aus dem Alb, Cenoman, Turon, Coniac, Campan und Maastricht. Diese Florenreste treten überwiegend in marinen Sedimenten auf und sind durch marine Faunen datiert. Das Vorkommen der für das gemä\igte Klima typischen Formen wie Pappeln, Weiden, Buchen und Nadelbäume neben den Eukalypten, Feigenbäumen, Lauraceen und anderen für warmes Klima charakteristischen Pflanzen weist auf den warmen, doch nicht tropischen Charakter des damaligen Klimas hin. Zahlreiches Auftreten von Coccolithophoridae und Radiolarien bei gleichzeitiger Armut an Diatomeen bezeugt ebenfalls, da\ das Kreide-Meer warm war. Die Reptilienreste, die in den Alb-, Campan- und Maastricht-Sedimenten angetroffen werden, weisen im gleichen Ma\ auf warmes Klima hin. Für nicht tropischen Charakter des Klimas spricht die Tatsache, da\ das Gebiet von Polen sich zu jener Zeit au\erhalb des Siedlungsbereiches von Riffkorallen und wärmeliebenden Muschel- und Schnekken-Arten (Rudistae und Nerinacea) befand.Die langlebigen Muschel- und Schnecken-Arten, welche sowohl in der Oberkreide Polens als auch in den heutigen Meeren vorkamen, können als Anzeiger der thermischen Zonen dienen. Die Verzahnung der wärmeliebenden und der für kältere Gewässer typischen Formen bei gleichzeitigem zahlreichen Auftreten von Formen, die in den gemä\igten Zonen vorherrschend sind, weist auf eine gemä\igte Temperatur des Oberkreide-Meeres hin. Auf gewisse thermische Wechsel in der Oberkreide-Zeit können vielleicht änderungen in der Schalenstärke der Inoceramen hindeuten. Die obigen Daten — in Form eines Diagramms zusammengestellt — ähneln dem Temperatur-Diagramm, das von R.Bowen (1961) an Hand der Isotopen-Untersuchungen verfertigt wurde. Der Schalenstärke nach könnte man von thermischen Maxima im Oberturon, im Coniac und im Santon sprechen.Aus dem Polnischen übersetzt von S.Smoleski.     

Gold and platinum group elements in cobaltarsenide ores: Hydrothermal concentration from a serpentinite source-rock (Bou Azzer,Morocco)

Summary The cobalt-arsenide ores of Bou Azzer are located along the borders of serpentinite massifs (Upper Proterozoic ophiolite complex) in carbonate-quartz lenses resulting from hydrothermal carbonate alteration of serpentinite. The cobalt ores contain an average gold content of 5–20 ppm; gold is mainly located in skutterudite (120 ppm av.), whereas the Fe-arsenide (loellingite) contains < 1 ppm Au. Similarly the highest PGE contents are found in skutterudite (up to 2 ppm total PGE). All the arsenide ores of Bou Azzer exhibit the same chondrite normalized PGE pattern displaying positive Rh and negative Pt anomalies, and a slight positive slope (Pd/Ir = 1 to 2). This uncommon PGE pattern closely resembles to that of sulphides of komatiites.In serpentinite, the PGE patterns are typical of slightly depleted mantle rocks, and the associated podiform chromitites are within the range of ophiolitic chromitites, except for Pd and Au enrichment.Horizons of sulphide-bearing serpentinites show relatively high contents of noble metals and display PGE patterns which closely resemble those of the Co-arsenide ores, although an order of magnitude lower. These sulphides probably correspond to the remobilization during serpentinization of primary magmatic sulphides. The sulphiderich horizons are a possible source-rock for the noble metals of the Bou Azzer cobaltarsenide ores.

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Gold und Platingruppen-Elemente in Kobalt-Arsenid Erzen: Hydrothermale Anreicherung aus einem Serpentinit (Bou Azzer, Marokko)

Zusammenfassung Die Kobalt-Arsenid Erze von Bou Azzer kommen entlang den Grenzen eines Serpentinit-Massifs (Oberproterozoischer Ophiolit-Komplex) in Karbonat-Quarz-Linsen vor, die auf hydrothermale Umwandlung des Serpentinits zurückgehen.Die Kobalt-Erze enthalten 5–20 ppm Gold; dieses kommt hauptsächlich in Skutterudit (120 ppm) vor, während die Fe-Arsenide (Loellingit) weniger als 1 ppm Gold enthalten. Die höchsten PGE Gehalte kommen ebenso in Skutterudit vor (bis zu 2 ppm PGE). Alle Arsenid-Erze zeigen das gleiche Verteilungsbild mit positiven Rh und negativen Pt Anomalien, und eine leicht positive Neigung (Pd/Ir = 1 bis 2). Diese ungewöhnlichen PGE Verteilungsbilder erinnern an die von Sulfiden aus Komatiiten.Die PGE Verteilung in Serpentiniten ist typisch für leicht verarmte Mantelgesteine, und die assoziierten podiformen Chromitite liegen innerhalb des Bereiches für ophiolitische Chromitite, mit Ausnahme der Anreicherung in Pd und Au.Lagen von Sulfid-führenden Serpentiniten zeigen relativ hohe Gehalte an Edelmetallen, und PGE-Verteilungsmuster die denen von Co-Arseniderzen sehr ähnlich sind, obwohl sie um eine Größenordnung niedriger liegen. Diese Sulfide dürften Produkte der Remobilisierung primärer magmatischer Sulfide während der Serpentinisierung sein. Die Sulfid-reichen Lagen sind als ein mögliches Ursprungsgestein für die Edelmetalle der Kobalt-Arsenid-Erze von Bou Azzer zu sehen.

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With 8 Figures     

Greenockite from the Madjarovo Pb-Zn Ore District,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary A new occurrence of greenockite is described from the Madjarovo ore district, Bulgaria. The mineral is closely associated with sphalerite and galena. Spectral reflectance and VHN data are, for the first time, given for chemically analyzed greenockite. Textural and geochemical evidence indicate a hypogene formation of greenockite, which crystallized during the late stages of the lead-zinc mineralization.

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Greenockit aus den Pb-Zn Lagerstätten des Madjarovo-Distrikts, Ost-Rhodopien, Bulgarien

Zusammenfassung Es wird ein neues Vorkommen von Greenockit aus dem Madjarovo-Erzdistrikt, Bulgarien, beschrieben. Das Mineral tritt in enger Verwachsung mit Zinkblende und Bleiglanz auf. Spektrale Reflexionsdaten und Mikrohärtewerte, gemessen an chemisch analysiertem Greenockit, werden erstmals mitgeteilt. Texturelle Beziehungen und geochemische Hinweise deuten auf eine hypogene Bildung des Greenockits, der sich in der Spätphase der Blei-Zink Mineralisation bildete.

     

Über die Entstehung und die Natur radioaktiver Quellen

Zusammenfassung Es wird gezeigt, da\ radioaktive Quellen, insbesondere solche von bedeutender Aktivität, stets an saure Eruptivgesteine und an ausgeprägte Spalten- und Kluftsysteme gebunden sind. Dies gilt sowohl für radiumemanationshaltige wie auch für radiumsalzhaltige Quellen.Die Genesis radioaktiver Quellen ist durchaus nicht einheitlich. Die Entstehung der Quellen von Brambach i. Vogtl. wird auf die Vereinigung von auf Gasspalten zirkulierender emanationshaltiger Kohlensäure mit wasserführenden Spalten zurückgeführt, wobei als emanationslieferndes Gestein der normale Brambacher Granit in Frage kommt. Die Wässer von Oberschlema verdanken ihre hohe Aktivität einem, unter der Wirkung gering sulfathaltiger Wässer zustandekommenden, hochaktiven Belag der Spalten- und Kluftwände. Beim Durchflie\en des Wassers durch die Spalten nimmt das Wasser die von dem hochaktiven Belag abgegebene Emanation in Lösung. Genetisch sehr nahe stehen den Oberschlemaer Wässern die Quellen im Bereiche des Eibenstocker Granitmassivs. Der aktive emanationsspendende Spaltenbelag wird hier durch sekundäre Uranmineralien, insbesondere Uranglimmer, gebildet. Für den Radiumsalzgehalt der Heidelberger Therme wird angenommen, da\ das radiumsalzhaltige Wasser auf Spalten aus dem tiefliegenden Granit hochsteigt und sich dann erst mit der thermalen Sole vereinigt. Für die dem Heidelberger Thermalwasser sehr nahe stehenden Wässer von Kreuznach kommt eine ähnliche Entstehung in Frage. Das saure Gestein ist hier die Ergu\form des granitischen Magmas, ein Quarzporphyr. Beim Aufstieg in den Spalten nimmt das radiumsalzhaltige Wasser aber weiterhin die von den Spaltenwänden abgegebenen wesentlichen Emanationsmengen in Lösung.Auf geologisch-chemischer und radiologischer Grundlage wird schlie\lich noch eine übersicht und natürliche Einteilung der radioaktiven Wässer gegeben.     

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.

     

Petrotektonische Untersuchung des Cordieritgneisgebietes um Bodenmais im Bayr. Wald und der eingelagerten Kieslagerstätten

Zusammenfassung Die Umgebung von Bodenmais wurde petrographisch kartiert und der mineralfacielle und tektonische Ablauf ermittelt. Die Erzkörper bei Bodenmais liegen in metatektischen Cordieritgneisen, und zwar in deren Metatekten. Sie können aus einer Reihe von Gründen nicht aus dem Restbestand in diese wie deren leukokrater Stoffbestand hineingewandert sein, sondern waren bereits in älteren Mineralfacies schon etwa in der heutigen Zusammensetzung als Erzkörper vorhanden. Der im Cordieritgneis überall anzutreffende geringe Sulfid- und Oxydgehalt wandert bei der recht intensiven metamorphen Differentiation ebenfalls nicht. In den Orthogesteinen, die dem Cordieritgneis eingeschaltet Bind, wurden dioritische und basischere Gesteine nachgewiesen. Auch zu diesen zeigen die Erze keine geochemischen Beziehungen. Da im tektonischen Dach der Gneise, in den Granatglimmerschiefern bei Lam, und in den Gneisen selbst der gleiche kinetische Ablauf mit fast gleichem Deformationsplan gefunden wurde und nur ein Deformationsplan nachgewiesen werden konnte, ist es möglich, daß die Anordnung der Erze parallel der Anordnung von Schichtgliedern im Glimmerschiefer einer ursprünglichen Schichtung entspricht.Herrn Prof. Dr.Bederke zum 60. eburtstag gewidmet.     

Schwermineraluntersuchungen an den Porphyroiden des Schwarzburger Sattels

Zusammenfassung Es wurden 8 Porphyroidproben aus dem Schwarzburger Sattel schwermineralanalytisch untersucht. Das Gestein wurde im Mörser zerkleinert und mit Schwereflüssigkeiten durch Zentrifugieren in Leicht- und Schwerminerale getrennt. Die optische Bestimmung der durchsichtigen Schwerminerale erfolgte an Gelatinepräparaten, die der opaken an Phtalopalanschliffen. Die Kernzonen- und die Tremadoc-Porphyroide zeigen unterschiedliche Ausbildung der Zirkone und unterschiedliche Schwermineralführung. Für die Zirkonstatistik wurden 50 bis 100 mg Schwermineralpulver in Flußsäure gelöst um den Zirkon von den anhaftenden Leichtmineralen zu befreien. Dabei zeigte sich, daß die zonaren Zirkone aus den Kernzonen-Porphyroiden zum Teil in Lösung gingen, die normal ausgebildeten Zirkone aus den Tremadoc-Porphyroiden blieben unverändert. Die zonaren Zirkone kommen mit ganz wenig Apatit bzw. Monazit vor (Xenotim fehlt), die normal ausgebildeten Zirkone sind mit Apatit, Xenotim und Monazit (zum Teil recht häufig) vergesellschaftet. Das Längen-Breiten-Verhältnis variiert zwischen 1,1 und 4,0; die Mehrzahl aller vermessenen Zirkone hat den Wert kleiner 2,0.     

Beobachtungen in der libyschen Sahara

Zusammenfassung Vom Westrand der Großen Syrte zieht sich eine grabenartige tektonische Senke in SSO-Richtung bis zu den Djofra-Oasen, die in einer Ausweitung dieses Systems liegen. Begleitender Vulkanismus liefert neben Einzelvulkanen auf tektonischen Linien vom Eozän bis ins Alluvium ausgedehnte Deckenergüsse. Diese gehören genetisch zum Graben und liegen südlich der Senke der Djofra-Oasen. Noch weiter südlich verläuft die Störungszone parallel zum Graben des Roten Meeres bis zu dem vulkanbesetzten Tibestigebirge. Auf halbem Wege liegen alluviale Einzelvulkane. Die klimatische Entwicklung zeigt seit dem Tertiär mindestens fünf deutliche Pluvialzeiten, deren jüngste wahrscheinlich dem Capsien, die zweitjüngste vielleicht etwa dem Acheul entspricht. Die Grundwässer liegen in zwei Stockwerken und stammen teils aus dem Tibestigebirge, teils aus örtlichen Niederschlägen (des letzten Pluvials). Das heutige Grundwasser ist ein Rest.Die Beobachtungen stammen aus Wüstenfahrten in den Jahren 1941 und 1942. Da durch die Zeitumstände ein großer Teil der Bilder, Gesteine und Fossilien sowie viele Aufzeichnungen verloren gegangen sind, bleibt die Darstellung etwas skizzenhaft.     

Klufttektonik und Grosstrukturen in den nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Klufttektonische Untersuchungen in den Alpen sind spärlich. Nur die Arbeiten aus den bayerischen Kalkalpen lohnen eine vergleichende Betrachtung. Die in nichtalpinen Gebirgen zu Beginn der Faltung auftretenden kubischen Zerrungs-Kluftsysteme lassen sich in den nördlichen Kalkalpen nicht erkennen. Dort treten statt dessen Scherkluftsysteme auf, teils als gekreuzte Systeme, teils als Begleitklüfte streichender Störungen. Unbeeinflußt ziehen sie über Falten- und Deckenstrukturen hinweg, sind also jünger als diese. Das Diagonalkluftsystem geht auf seitliche Spannungen infolge Horizontalbeanspruchung zurück, die gegen Norden gerichtet war. Die Schernatur kommt in der vorwiegend horizontalen Striemung zum Ausdruck. Ein Vergleich mit den offenbar aus Scherklüften hervorgegangenen Diagonalstörungen, die mit den Klüften annähernd gleich alt sind, macht es wahrscheinlich, daß in Südbayern die Einbeziehung der Molasse in den Faltenbau jünger ist als die Diagonalstörungen. Scherkluftsystem und Diagonal-Blattverschiebungen sind für die nördlichen Kalkalpen mit ihrem flachen, nordvergenten Deckenbau besonders bezeichnend und scheinen in zentralen oder westlicheren Alpengebieten zurückzutreten oder ganz zu fehlen.